Измерительные преобразователи переменного тока - раздел Образование, Основы проектирования Широкое Применение В Цифровых Измерительных Приборах Нашли Методы Измерения П...
Широкое применение в цифровых измерительных приборах нашли методы измерения переменного тока и напряжения, основанные на линейном преобразовании среднего значения измеряемого сигнала в напряжение постоянного тока. Наиболее просто такое преобразование осуществляется с помощью пассивного диодного выпрямителя. Однако такие преобразователи имеют целый ряд недостатков – малый динамический диапазон входных напряжений, в пределах которого сохраняется линейность преобразования и его стабильность.
Большими возможностями обладают активные преобразователи средневыпрямленных значений. Схема преобразователя среднего значения напряжения содержит масштабирующий преобразователь 1, выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3 и согласующий усилитель 4.
Масштабирующий преобразователь представляет собой частотно компенсированный делитель напряжения, состоящий из резисторов R1 и R2 и конденсаторов C1 - C6. В цепь отрицательной обратной связи включены диоды VD1 и VD2.
Сглаживающий фильтр устраняет пульсации выходного напряжения. Стремление сократить габаритные размеры сглаживающего фильтра заставили применять резисторы с достаточно большими номиналами, поэтому для согласования большого выходного сопротивления применяют согласующий усилитель А2:
.
где Kф – коэффициент формы кривой измеряемого сигнала; Uном – номинальное значение входного напряжения; Δ – коэффициент, определяющий отличие реальной функции преобразования от идеальной линейной зависимости; Δград – коэффициент, определяющий отличие реальной функции преобразования от идеальной в градуировочной точке; Rн’ – значение сопротивления в цепи диода VD2.
В свою очередь:
,
где Rпр1, Rпр2 – прямые сопротивления диодов; Rобр1, Rобр2 – обратные сопротивления диодов; Rн’’ – сопротивление в цепи диода VD1.
Для увеличения входного сопротивления прибора обязательно уменьшение эквивалентной емкости Cэкв1, состоящей из конденсаторов С1, С3 – С5, шунтирующей резистор R1. Однако уменьшение этой емкости до значений, сравнимых со значениями паразитных емкостей элементов относительно общей шины, может привести к закарачиваниям при регулировке делителя. На практике обычно применяются емкости от 10 до 12 нФ при использовании в делителе проволочных резисторов. Применение последовательной цепи C3, C4, C5, обеспечивает требуемую электрическую прочность изоляции делителя.
В цифровых приборах, измеряющих пиковые значения, используются преобразователи амплитудных значений, в которых применяются методы линеаризации передаточных характеристик пикового детектора путем включения его в цепь ООС усилителя. Включение диодно – емкостной ячейки в замкнутый контур с большим усилением дает эффект, эквивалентный деформации ВАХ диода, что позволяет повысить точность преобразования, особенно в области малых значений измеряемого сигнала.
Для хранения информации на конденсаторе также создают более благоприятные условия, т.к. обратное напряжение на диоде очень мало зависит от измеряемого напряжения.
Находится в состоянии глубокой перекомпенсации и его выходное напряжение определяется в основном свойствами выходного каскада. Это позволяет выбрать режим, наиболее благоприятный для подавления различных паразитных токов, перезаряжающих запоминающий конденсатор .
При изменении входного сигнала в сторону увеличения диод открытии напряжение на запоминающемся конденсаторе повторяет изменение входного сигнала.
При изменении входного сигнала в сторону уменьшения диод закрывается, что обеспечивает запоминание максимального значения числа до момента появления на входе большого сигнала или до сброса в нулевое состояние ключом S.
Схема амплитудного детектора.
Для оценки погрешности амплитудного детектора можно записать уравнение:
,
где - напряжение ошибки; ; К- коэффициент усиления усилителя .
,
где - коэффициент передачи связи цепи обратной связи.
Таким образом, погрешности, связанные с наличием у диода вольт-амперной характеристики с малой проводимостью, уменьшаются в раз. Погрешности амплитудного детектора определяются током утечки запоминающего конденсатора, временем переключения диода , утечкой тока через переключатель S и диод , а также разрядом емкости и входным током усилителя . Для нормальной работы детектора необходима коррекция частотных характеристик усилителей и , с тем, чтобы усилитель обладал значительно большим быстродействием, чем входной усилитель . В том случае, если усилитель обеспечивает более быстрый заряд конденсатора Со , чем может отслеживать усилитель , из-за издержек по цепи обратной связи возможен перезаряд емкости , который приводит к значительной погрешности.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Уфимский государственный авиационный технический университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Измерительные преобразователи переменного тока
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Этапы проектирования.
- составная часть любого из стадий проектирования, сводящуюся к выполнению проектных операций и процедур, относящихся к 1 аспекту или иерархическому уровню. Проектная процедура – формализова
Этапы проектирования.
- составная часть любого из стадий проектирования, сводящуюся к выполнению проектных операций и процедур, относящихся к 1 аспекту или иерархическому уровню. Проектная процедура – формализова
Цифровые преобразователи и приборы
В настоящее время широко применяются цифровые измерительные преобразователи (ЦИП), имеющие ряд преимуществ перед аналоговыми электроизмерительными приборами.
В отличие от аналоговых прибор
Структуры и алгоритмы функционирования измерительных систем
Измерительные системы предназначены для получения и выдачи измерительной информации о состоянии объекта, которое представляется физическими величинами (масса, геометрические размеры, линейные и угл
Многоточечные измерительные системы.
Для объектов, состояния которых представляются однотипными физическими величинами, например, деформация, возникающая на различных участках механизмов при воздействии на него статической нагрузки, в
Мультиплицированные измерительные системы.
В случае представления состояния объекта однотипными физическими величинами целесообразно получение и выдача измерительной информации, осуществляемые с помощью мультиплицированных ИС.
В по
Сканирующие измерительные системы.
Сканирующие измерительные системы предназначены для получения измерительной информации о состоянии поля физических величин.
Восприятие состояния поля осуществляется сканирующим (системным)
Системы автоматического контроля
При контроле устанавливается степень соответствия между состоянием объекта контроля и заданной нормой.
Контроль, при котором описания норм заданы в количественном виде с по
Датчик как цепь измерительных преобразователей
Одним из основных положений современной теории измерительных устройств является положение об измерительном преобразовании. В соответствии с ним измерение рассматривается как процесс приема и преобр
Фотоэлектрические преобразователи
Фотоэлектрическими называются такие преобразователи, у которых выходной сигнал изменяется в зависимости от светового потока, падающего на преобразователь. Фотоэлектрические преобразователи
Емкостные преобразователи
Емкостный преобразователь представляет собой конденсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины. В качестве емкостного преобразователя широк
Индуктивные преобразователи
Индуктивным называют такой преобразователь, который преобразует значение измеряемой (механической) величины в значение индуктивности. Он представляет собой катушку индуктив
Магнитоупругие преобразователи
Магнитоупругие преобразователи являются разновидностью электромагнитных преобразователей. Они основаны на явлении изменения магнитной проницаемости μ ферромагнитных тел в зависимости от возник
Нормирующие преобразователи
На сегодняшний день одной из основных задач, решаемых электронными устройствами, является измерение различных физических величин. Основа любого электронного измерительного устройств
Измерительные преобразователи компенсационного типа
Отдельные звенья структурной схемы рис.1.1а могут представлять собой более простые ИП. С целью повышения точности некоторые из них охватывают ООС, т.е. выполняют по компенсационной схеме. Такие ИП
Способы вывода кодированной
информации на цифровые индикаторы.
Индикатор является составным элементом. С его помощью осуществляется передача информации от прибора или системы к операт
Электролюминесцентные индикаторы
В электролюминесцентных индикаторах используется явление свечения при возбуждении его электрическим полем. Электролюминесцентные индикаторы состоят из 2 электродов, образующих плоский конденсатор м
Жидкокристаллические индикаторы.
Индикаторный элемент на жидком кристалле ( ЖК индикатор) состоит из 2 стеклянных пластин, имеющих на внутренних сторонах прозрачное поводящее покрытие, например из окиси олова. Полость между стекля
Полупроводниковые индикаторы.
Полупроводниковые индикаторы основаны на свойстве арсенид-фосфид-галлиевых диодов излучать свет при пропускании через них тока. Полупроводниковые индикаторы на светоизлучающих диодах (СИД) имеют не
Накопители информации
Накопитель информации — устройство записи, воспроизведения и хранения информации, а носитель информации — это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твердотельный носитель
Накопители на гибких дисках
Конструктивно дисковод состоит из механических и электронных узлов: рабочего двигателя, рабочей головки, шагового двигателя и управляющей электроники.
Рабочий двигатель
Накопители на жестких магнитных дисках
По сравнению с дискетами HDD обладают такими преимуществами: значительно большая емкость, (чтобы сохранить данные объемом 420 Мбайт, требуется один НDD или около 290 дискет 3.5"
Приводы СD-RОМ
СD-RОМ — компакт-диск (СD), предназначенный для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью специального устройства, называемого СD-RОМ – driver,
Накопители на магнитной ленте
Накопители на магнитной ленте применяются в системах резервного копирования. Резервное копирование данных необходимо, если емкость используемого накопителя на жестких дисках невелик
Показатели качества приборов и систем
В процессе проектирования возникает потребность оценивать совершенство и эффективность приборов обобщенными показателями, сравнивать их с подобными показателями ранее разработанных конструкций, чет
Системный подход, как основа проектирования
Под проектированием – как известно – понимают комплекс работ по изысканиям, исследованиям, расчетам и конструированию, имеющих целью получения всей необходимой документации для созд
Выбор интерфейсов измерительных систем
Современное проектирование автоматических средств измерений и контроля широко использует системный подход, при котором любое достаточно сложное средство измерений (прибор, система) представляется к
Проектирование программного обеспечения измерительных систем
Без соответствующего программного обеспечения современные измерительные и другие системы, включающие ЭВМ или средства микропроцессорной техники работать не могут.
Существуют жесткие ограни
Сертификация приборов и систем
Сертификация – форма осуществления органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов и условиям договоров.
Система серт
Физические величины и поля. Принципы
их преобразования.
Физическая величина – особенность, свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояни
Коды, используемые в ЦАП и АЦП.
В ЦАП и АЦП используют те же коды, что и в цифровых вычислительных машинах ЦВМ, поскольку они совместно работают в различных системах переработки информации. В основном это разновидности двоичного
Основные параметры ЦАП и АЦП.
ЦАП и АЦП являются сложными электронными устройствами с широкой областью применения, что требует большого числа параметров, необходимых для описания преобразователей и их возможностей.
Хар
АЦП импульсного преобразования.
Метод последовательного преобразования реализуется и в АЦП время – импульсного преобразования (АЦП с генератором линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)). Принцип действия рассматриваемого АЦП осно
.
,
.
открытии напряжение на запоминающемся конденсаторе 
,
- напряжение ошибки; 
; К- коэффициент усиления усилителя 
.
,
- коэффициент передачи связи цепи обратной связи.
. Для нормальной работы детектора необходима коррекция частотных характеристик усилителей 
Новости и инфо для студентов