Полумостовой преобразователь сопротивления-напряжения

Техническое задание

1. Область применения.

Преобразователь сопротивление-напряжения относится к области преобразовательной техники, в частности к технике преобразования активного электрического сопротивления.

2. Назначение.

Преобразователь сопротивление- напряжения предназначен для преобразования активного электрического сопротивления в постоянное напряжения электрическ

ого тока.

3. Технические требования.

3.1 Показатели значения изделия:

Пределы изменения сопротивления рабочего плеча полумоста: 10 Ом, 100 Ом, 1кОм, 10кОм, 100кОм.

Основная погрешность преобразования

Длина линии связи полумоста и ПСН до 100 м.

Падение напряжения на изменяемом сопротивлении не более 20 mB.

Выходное напряжение на каждом пределе 1 В при Rximax

3.2 Условия эксплуатации:

Питание прибора производится от сети переменного тока напряжением , частотой

Параметры окружающей среды соответствуют нормальным условиям эксплуатации:

Температура окружающей среды ;

Относительная влажность воздуха ;

Атмосферное давление ;

Студент: Компанистов М. Н.

Преподаватель: Михайлов А. В.

23.11.04

РЕФЕРАТ

В данном проекте разработан полу-мостовой преобразователь сопротивление-напряжение.

Основные параметры:

1) Диапазоны преобразования: 10 Ом, 100 Ом, 1кОм, 10кОм, 100кОм;

2) Погрешность преобразования: ;

3) Длина линии связи - до 100 м;

4) Падение напряжения на изменяемом сопротивлении не более 20 мB;

5) Выходное напряжение на каждом пределе 1 В при Rximax;

Ключевые слова:

Преобразователь, сопротивление, напряжение, диапазоны преобразования.

Число страниц основного текста – 20

Число рисунков – 6

ABSTRACT

In the given project the halfbridge the converter resistance - power is developed.

Basic parameters:

1) Conversion range: 10 Om, 100 Om, 1kOm, 10kOm, 100kOm;

2) Conversion error: .

3) Length of tie-line – up to 100m;

4) Voltage drop on a changed resistance no more than 20 мB;

5) Voltage output on each limit 1В for want of Rximax.

Keywords:

Converting, resistance, voltage, conversion range.

Number page basic text – 20

Number figure - 6

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение

1 Обзор литературы

2 Выбор направления проектирования

3 Расчет структурной схемы

3.1 Вывод уравнения преобразования

3.2 Требования к блокам структуры

4 Разработка принципиальной схемы

4.1 Источник опорного напряжения

4.2 Делитель напряжения

4.3 Повторитель напряжения

4.4 Дифференциальный усилитель

5 Расчет источника питания

6 Анализ метрологических характеристик

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Преобразователи сопротивления в напряжение (ПСН) находят применение при построении омметров и измерительных приборов с резистивными первичными преобразователями.

При неизменном токе падение напряжения на резисторе пропорционально его сопротивлению. Таким образом, ПСН можно выполнить, включая преобразуемое сопротивление в качестве нагрузки любого стабилизатора тока. Построенные таким путем ПСН при качественном стабилизаторе тока обладают достаточно высокими техническими характеристиками.

Однако в ряде случаев к ПСН могут предъявляться дополнительные требования, такие, как заземление преобразуемого сопротивления, уменьшение или полное исключение погрешности от сопротивления соединительных проводов, обеспечение выходного напряжения, пропорционального преобразуемого сопротивления относительно его начального значения, снижение выходного сопротивления ПСН и так далее.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Преобразователи сопротивления в напряжение используются для согласования цепей с резистивными датчиками различных физических величин. Основными требованиями к ним являются:

· Обеспечение линейной и стабильной функции преобразования измеряемой физической величины через сопротивление датчика в выходное напряжение;

· Исключение влияния линии, соединяющей датчик, обычно расположенный на объекте измерения, со входом системы регулирования;

· Получение малого выходного сопротивления ПСН, при котором обеспечивается его удобное согласование со входом аналого-цифрового преобразователя.

Мостовые преобразователи сопротивление-напряжение используют для работы с резистивными датчиками, в которых измеряемая величина преобразуется в разность двух сопротивлений (полумостовой датчик) или в неравновесие четырехплечего резистивного моста (мостовой датчик). Задачи, решаемые при построении мостовых ПСН,- это уменьшение погрешности от сопротивлений соединительных проводов и снижение требований к усилителям выходных сигналов датчиков.

Полумост питается от двух симметричных напряжений –U0 и +U0 (Рис.1.1). Для того чтобы исключить погрешность от сопротивлений соединительных проводов, эти напряжения подаются на датчик с помощью повторителей напряжения, выполненных на операционных усилителях DA1и DA2.

В данном случае высокие требования предъявляются к симметрии питающих напряжений: неравенство модулей питающих напряжений –U0 и +U0 будет вызывать изменения выходного напряжения ПСН.

Рис. 1.1. Принципиальная схема полумостовового ПСН.

Полумостовой ПСН (Рис.1.2). построен так, чтобы уменьшить влияния линии на результат измерения. С помощью DA2 на нижнем конце резистора Rt поддерживается нулевой потенциал, независимо от падения напряжения на линии r2. Влияние линий r3, r4 исключается за счет того, что они включены последовательно с очень большим входным сопротивлением DA1 и DA2, соответственно. Чтобы линия r1 не оказывала существенного влияния, необходимо сопротивление R выбирать из условия R>>r1. Уравнение преобразования имеет вид: , где U0- напряжение стабилизации стабилитрона. В соответствии с этим уравнением точность преобразования зависит от точности задания и стабильности параметров U0 и R.

Рис. 1.2. Принципиальная схема полумостовового ПСН.

Одним из примеров схем может служить схема основанная на измерении реактивного сопротивления индуктивности.

Рис. 1.3 Структурная схема преобразователя индуктивность – интервал времени

 Скачать реферат