2. Масштабирующий преобразователь

Разработка функциональной схемы масштабирующего преобразователя

В данном случае масштабирующий преобразователь используется для увеличения измеряе­мого напряжения до уровня, удобного для дальнейшего квантования, обеспечивая при этом стабильный коэффициент передачи и по возможности высокое входное сопротивление. В проектируемом ЦВ с тремя диапазонами измере­ния переход с одного диапазона на другой осуществляется изменением коэффициента деления. В делителе напряжений, который изображен на рисунке 2.1. Переключение диапазонов происходит в устройстве управления (УУ).

Рисунок 2.1 — Функциональная схема масштабирующего преобразователя

2.2 Расчет функциональных параметров

Данный масштабирующий преобразователь обеспечивает три диапазона работы от 0 до 0,1 В от 0 до 1,0 В от 0 до 10 В, масштабирующие коэффициенты соответственно равны 20 2 0,2.Известно, что чем выше входное сопротивление любого вольтметра, тем меньше методическая погрешность резуль­тата измерения, обусловленная уменьшением измеряемого напряжения при подключении вольтметра.

Расчет параметров масштабирующего преобразователя приведен ниже

=20

=2

=0,2

Из данной системы найдем R₅:

Зная R₅, можно найти R₄:

Найдем R₃:

Параметры масштабирующего преобразователя сведены в таблице 2:

Таблица 2

Параметры масштабирующего преобразователя

R3 , МОм	R4 , МОм	R5 , МОм
5*105	4.5*105	0.5*105

Для расчета R₁ и R₂ определим эквивалентную схема для входного велителя напряжения и операционного усилителя.

Пусть R_вх.пр=10³Ом, тогда

R₁=8,5*10⁵ Ом

R₂=1,5*10⁵Ом

3. Вкантователь с двухтактным интегрированием

Квантователь с двухтактным интегрированием - это квантователь, преобразующий в код среднее, за фиксированный интервал времени значение, изме­ряемой величины. Такой кван­тователь получил название интегрирующего или преобразо­вателя с двухтактным интегрированием. Он нашел применение в наиболее точных и помехоустойчивых ЦИУ электрических величин.

2

1\2 Функциональная схема такого квантователя представлена на риунке 3.

11ш

Рисунок 3.1 — Функциональная схема квантователя с двойным интегрированием

1. Работа квантователя

Работа квантователя с двойным интегрированием представленного на рисунке 3.1 изображена на рисунке 3.2.

Исходное положение (до момента t₁)-конденсатор С разря­жен, счетчик Ст установлен на нуль, ключ К заперт, переключатель S в положении, пока­занном на рисунке2.1. Будем считать переключатель SА и СУ идеальными. Начиная с момента t₁ конденсатор С заряжается, и напряже­ние на выходе интегрирующего усилителя ИУ растет. В момент t₂ выполняется равенство u_у = U_п, где u_у - выходное напряже­ние интегрирующего усилителя; U_п- пороговое напряжение СУ. Сравнивающее устройство срабатывает сигнал и отпирает ключ К, кото­рый начинает пропускать импульсы опорной частоты f₀ на счет­чик СТ.Одновременно этот сигнал поступает на схему формирования импульсов (Сх ФИ), которая вырабатывает сигнал, который поступает на счетчик (обнуляя его) триггер фиксации (Т) обнуляя его на регистр RG. Этот процесс продолжается до момента t₃ переполне­ния счетчика СТ. В момент t₃ счетчик вырабатывает сигнал переполнения, который поступает на триггер фиксации (Т). Триггер фиксации вырабатывает сигнал высокого уровня, который поступает на реле (Р). Реле срабатывает и переводит ключ SА в положение U₀, которое обратно по знаку напряжению кU_X.

Рисунок 3.2 — Временная диаграмма работы квантователя с двойным интегрированием