Мост переменного тока

Параметрические ИП

Параметрические ИП сигналов

В качестве параметрических ИП наиболее часто используются резистивные датчики: фоторезисторы, терморезисторы, магниторезисторы

и т. д., т. е. датчики, у которых измеряемым параметром является сопротивление резистора.

Подключение параметрических датчиков:

а—последовательная цепь; б—делитель напряжения

При подключении резистивных датчиков используются три вида цепей:

1) последовательная цепь—датчик (Д) подключен последовательно с напряжением запитки E и сопротивлением нагрузки Rн (а);

2) делитель напряжения—датчик (Д) подключен параллельно нагрузке (б);

3) мостовые схемы.

Потенциометрические схемы

потенциометрическая

схема, схема в которой используется дифференциальный резистивный датчик:

В дифференциальном датчике верхнее R1 и нижнее R2 плечи изменяются по дифференциальному закону, т. е. R1= R0 (1±) и R2= R0(1±), где R/R0—относительное изменение сопротивления датчика;

R0 — номинальное сопротивление плеча датчика.

Можно показать, что для потенциометрического датчика

Мостовые схемы

В мостовых измерительных схемах устраняется главный недостаток большинства измерительных цепей с делителями напряжения — наличие ненулевого выходного сигнала Uвых0 при  = 0.

Например, в простой потенциометрической схеме Uвых0 = 0,5 E.

Мостовая измерительная схема (рис. 1.20) имеет два плеча—измерительное, в которое включен параметрический датчик R1, и опорное с резисторами R3, R4. При запитке моста напряжением (смотреть следующий рисунок) на одну диагональ моста подается напряжение Е, а с другой, на сопротивлении нагрузки Rн — снимается выходной сигнал.

Простой мост (мост Уитстона):

а—при запитке напряжением; б—при запитке током

. Условие балансировки моста имеет вид:

R1R4 = R2R3.

R1= R2 = R3= R4 = R0 –симметричный

R1 R3≠ R2 R4 –несимметричный мост

Из условий балансировки

следует, что сопротивление датчика можно определить как

Мост переменного тока

Технический результат - повышение точности измерений. Мост переменного тока содержит две смежные ветви, из которых первая является первым смежным резистором, а вторая состоит из второго смежного резистора и смежного конденсатора, измерительное сопротивление, резистор, источник питания моста, общий провод моста и нуль-орган. В схему моста введены три управляемых источника напряжения, причем выход первого подключен ко второму выводу смежного конденсатора, выход второго подключен ко второму выводу второго смежного резистора, выход третьего подключен ко второму выводу измеряемого сопротивления, также входы управляемых источников подключены ко второму полюсу источника питания моста, а общие провода всех источников подключены к общему проводу моста. Новым является подключение смежных резистора, конденсатора и измеряемого сопротивления к трем разным управляемым источникам напряжения и достижение уравновешивания изменением выходного напряжения управляемых источников. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

9. Генераторные преобразователи (датчики) выдают на выход измеритель-ный сигнал за счет собственной внутренней энергии и не нужда-ются в каких-либо внешних источниках. Характерным примером такого рода датчика может служить датчик скорости вращения типа тахогенератора. Развиваемая тахогенератором ЭДС может быть пропорциональной скорости вращения его ротора.

К генераторным датчикам относятся:

- термоэлектрические;

- индукционные;

- пьезоэлектрические;

- фотоэлектрические.

10. Наиболее распространенными датчиками скорости вращения являются аналоговые датчики - тахогенераторы и дискретные датчики - преобразователи скорости вращения в частоту импульсов.

Принцип работы простейших дискретных датчиков скорости вращения заключается в счете числа оборотов N в единицу времени. Для измерения больших скоростей с удовлетворительной точностью этого достаточно. Однако для измерения малых скоростей с повышенной точностью применяются датчики, у которых частота импульсов на выходе - есть величина, кратная числу оборотов в минуту, а именно

В простейшем оптическом датчике скорости вращения (см. рис.)используется диск 1 с K отверстиями или прорезями. Этот диск монтируется на вал, скорость вращения которого требуется измерить. По одну сторону диска устанавливается источник света 2, по другую - приемник света 3, в качестве которого может быть использован фотодиод или фототриод. При вращении вала, а вместе с ним и диска свет, попадающий на приемник, прерывается K раз за

один оборот, и частота следования импульсов от фотоприемника будет равна, где N - измеряемая скорость вращения. Эти импульсы от фотоприемника воспринимаются электронной схемой, усиливаются и формируются в виде потока однородных импульсов напряжения или тока.

10.

13. Помехи- в проводной связи, внешние электромагнитные воздействия на проводные (воздушные, кабельные) линии, а также электрические процессы в них, вызывающие искажение передаваемой информации.

Помехи могут вызываться процессами, происходящими внутри ИИС, а так­же влиянием внешних источников помех. Причинами внутренних помех могут служить тепловые шумы в резисторах, термо-ЭДС, изменение сопротивления изоляции, перекрестные влияния измери­тельных цепей, связи измерительных цепей с цепями питания. К внутренним помехам могут быть также отнесены изменения напряжения источников пи­тания, превышающие допустимые: не считается помехой только кратковремен­ное (от 1 до 30 периодов частоты сети) понижение напряжения сети питания до 30% номинального, полный перерыв в питании может быть до 5 периодов частоты сети (100 мс). Кроме того, через сеть питания могут проникать импульсные высокочастотные возмущения (до 20 МГц) с повышенной амплитудой и длительностью до нескольких микросекунд.

Внешние атмосферные помехи возникают в результате разрядов молний, возникающих в большом количестве (до сотен разрядов в секунду) на Земле, а также от электризации частиц (пыли, снега и т. п.) в атмосфере Земли.

К другому виду внешних электрических помех относятся индустриальные помехи, создающиеся промышленными установками, радиостанциями, электро­оборудованием автотранспорта и т. п.

Защита от помех

К общим мерам уменьшения влияния помех следует отнести использование вида модуляции сигналов, обеспечивающего нужную помехоустойчивость, и повышение уровня полезного сигнала. Рациональный выбор вида модуляции сигналов может быть сделан, если известен характер помех.

Для повышения уровня полезного сигнала используется переход к импульс­ной модуляции. Предполагается, что при переходе от AM- к АИМ-сигналу удается сокращением длительности импульса повысить его амплитуду. Предел такому повышению сигнала ставят тепловые, временные ограничения, а в не­которых случаях — электрическая прочность элементов измерительной цепи. При использовании импульсного питания измерительных цепей с тензорезисторами, закрепленными на поверхности металлической детали с достаточной теплоем­костью, удается повысить полезный сигнал более чем на порядок и ослабить влияние помех до 20 дБ. Нужно отметить, что длительность импульса, постоян­ные времени измерительной и тепловой цепей должны быть такими, чтобы за время измерения тепловой режим изменился незначительно.

Для уменьшения влияния продольных помех используется ряд мер. Одна из них — гальваническое разделение частей цепи, в которых имеются места за­земления. Гальваническое разделение производится преимущественно с помощью трансформаторов и разделительных конденсаторов. Другая мера — симметрирование входной измерительной цепи.

Наконец, используются мостовые цепи, сбалансированные по напряжению продольной помехи, и компенсирующие трансформаторы.

15. ОУ:

Поиск по сайту: