ВУЗ: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М.Кирова
Категория: Методичка
Дисциплина: Технические измерения и приборы
Добавлен: 15.11.2018
Просмотров: 3058
Скачиваний: 18
Δδ
2
э
z
К
∆
=
.
10. Определяем измерительное усилие преобразователя исходя из ве-
личины максимальной электромеханической силы притяжения F
∑
якоря к
сердечнику. У дифференциального преобразователя на якорь действует
разность сил, направленная в сторону меньшего зазора:
∑
∑
=
=
Σ
−
=
n
i
i
n
i
i
F
F
F
1
max
δ
1
min
δ
,
где
i
i
i
G
W
I
F
δ
)
(
2
1
δ
2
δ
⋅
=
; G
δ I
,
δ
i
–
проводимость и величина зазора у полю-
са.
Для дифференциального преобразователя
−
⋅
′
+
⋅
′
=
2
δ
)
(
2
1
2
δ
)
(
2
1
min
II
2
min
IV
2
2
G
W
I
G
W
I
F
⋅
+
⋅
−
2
δ
)
(
2
1
2
δ
)
(
2
1
max
II
2
max
IV
2
G
W
I
G
W
I
.
11. Измерительное усилие F
изм
, создаваемое пружиной, должно быть
больше электромеханической силы притяжения:
F
изм
≥ (5…10) F
∑
.
12. Рассчитываем схему включения преобразователя, которая пред-
ставлена на
рис. 1.7.
Величина выходного напряжения U
вых
= U
вх
зависит от величины при-
ращения электрического сопротивления при перемещении якоря относи-
тельно неподвижных сердечников. В начальном положении сопротивление
z
1
= z
2
= z
o
:
2
э
э
o
z
z
z
−
′
=
.
16
Рис. 1.7. Схема включения дифференциального индуктивного преобразователя
При смещении якоря относительно нейтрального положения зазор от-
носительно одного неподвижного сердечника станет равным δ
max
,
в то же
время как относительно другого – δ
min
:
z
1
= z
o
–
Δz при δ = δ
max
;
z
2
= z
o
+
Δz при δ = δ
min
.
Определяем величину выходного напряжения.
При положительной полуволне питающего напряжения усреднен-
ное за период напряжение в точке а равно
+
+
+
+
=
=
=
∫
a
a
45
,
0
2
ω
ω
sin
π
2
2
U
U
t
d
t
U
U
а
a
π
.
(1.3)
Выражая U
a
через напряжение питания и сопротивления элементов
схемы, получаем
1
пр
o
o
z
r
z
z
U
U
a
+
+
=
+
;
(1.4)
2
пр
o
o
z
r
z
z
U
U
b
+
+
=
+
.
17
Подставляя выражение (1.3) в формулу (1.4) получаем
пр
1
o
45
,
0
r
z
z
z
U
U
o
a
+
+
=
+
;
пр
1
o
45
,
0
r
z
z
z
U
U
о
b
+
+
=
+
.
Напряжение между точками а и b равно
=
+
+
+
+
−
−
∆
+
−
+
+
∆
+
=
+
)
)(
(
45
,
0
o
пр
2
o
пр
1
пр
o
o
пр
o
z
r
z
z
r
z
r
z
z
z
r
z
z
z
z
U
U
o
o
ab
2
пр
o
)
(
45
,
0
r
z
z
z
z
U
o
o
+
+
∆
=
,
где r
пр
–
сопротивление диода в прямом направлении.
При отрицательной полярности ток через нагрузку пойдет в противо-
положную сторону, но через большое обратное сопротивление диода r
обр
.
Поэтому результирующее выходное напряжение равно
+
∆
−
+
∆
=
−
=
−
+
2
обр
o
o
2
пр
o
o
)
2
(
)
2
(
9
,
0
r
z
z
z
r
z
z
z
U
U
U
U
э
э
ab
ab
вых
.
Значения сопротивлений определяются из
табл. 1.4
для выбранного
диода.
Таблица 1.4
Основные параметры некоторых выпрямительных диодов
№
п/п
Тип диода
I
пр. ср max
,
мА
U
обр. max
,
В
U
пр
,
В
I
обр. ср
при
U
обр. max
,
мА
1
2
3
4
5
6
1
Д9Г – Д9М
30
30
1
250…60
2
Д7А – Д7Ж
300
50…400
0,5
100
3
Д206 – Д211
100
100…600
1
50
4
Д226 – Д226Е
300
400
1
50
5
Д223
50
50
1
1
18
13. Определяем общий коэффициент усиления схемы для получения
стандартного сигнала ГСП, равного U = ± 10 В:
вых
10
U
К =
.
14.
Поскольку в схеме
рис. 1.1
применено два усилителя, то разбиваем
общий коэффициент усиления:
K = k
1
k
2
и при равенстве
K
k
k
=
=
2
1
.
15.
Производим расчет усилителей.
В настоящее время при построении разнообразных схем находят ши-
рокое применение операционные усилители. Операционный усилитель –
это усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, обладаю-
щий большим коэффициентом усиления (порядка нескольких тысяч или
десятков тысяч) и высоким входным и низким выходным сопротивлением,
на основе которого, вводя в него разнообразные обратные связи, можно
выполнять устройства, реализующие различные функции преобразования
входного сигнала.
На
рис. 1.8
представлены некоторые схемы операционных усилителей
с резистивными обратными связями, нашедшие применение в схеме
рис.
1.1.
Предполагая, что коэффициент усиления и входное сопротивление
весьма велики, для приближенного расчета передаточной функции опера-
ционного усилителя используем два условия: напряжения на инвертирую-
щем и неинвертирующем входах усилителя (относительно земли) одина-
ковы и сумма токов, приходящих к каждому из входов усилителя, равна
нулю.
На
рис. 1.8 а
показана схема инвертирующего усилителя с параллель-
ной отрицательной обратной связью.
Из этих условий следуют равенства U
δ
= 0; I
1
= I
o
.
Так как I
1
= I
2
, получаем
2
вых
1
вх
R
U
R
U
−
=
.
Отсюда
1
2
вх
вых
R
R
U
U
k
υ
−
=
=
.
19
а)
б)
в)
г)
Рис. 1.8. Схемы с применением операционных усилителей:
а – инвертирующего усилителя с параллельной отрицательной обратной связью;
б – неинвертирующего усилителя с последовательной обратной связью;
в – инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя
с обратной связью; г – компаратора
Резистор R
3
введен в схему усилителя с целью скомпенсировать паде-
ние напряжения на резисторах R
1
и R
2
от входного тока усилителя:
2
1
2
1
3
R
R
R
R
R
+
+
=
.
При этом входные токи обоих входов равны и вызванные этими тока-
ми изменения выходного напряжения тоже будут одинаковы и скомпенси-
руют друг друга.
20