Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Измерительные цепи ЕИП




Существует множество различных измерительных цепей ЕИП. При построении измерительной цепи необходимо учитывать линейность зависимости выходного параметра цепи от измеряемой величины. Одной из трудностей построения измерительных цепей является их защита от наводок и исключение влияния паразитных емкостей. Кроме того, так как выходные мощности емкостных преобразователей малы, в измерительных цепях необходимо применять усилители.Наиболее распространенными являются измерительные цепи: в виде делителя напряжения, измерительные мосты, емкостно-диодные цепи, контурные цепи.

1) Цепь в виде делителя напряжения представлена на рис. 7.4. Одинарный емкостный ИП может быть включен в качестве С1 или С2. В случае дифференциального ИП его емкости образуют оба плеча делителя. При равенстве произведений R1C1 = R2C2, где R1 и R2 - сопротивления изоляции преобразова-теля, напряжение на выходе делителя в широком частотном диапазоне питающего напряжения определяется выражением

UВЫХ = U~C1 / (C1 + C2). (7.11)

Погрешность такой цепи зависит от погрешностей ЕИП, погрешностей из-за нестабильности напряжения питания и погрешности указателя.

На рис. 7.5 показана схема с использованием операционного усилителя (ОУ), построенная по принципу делителя напряжения. Выходное напряжение UВЫХ = U~C1 /C2. Емкостный преобразователь может быть включен вместо C1 или C2 в зависимости от того, на каком принципе построен ЕИП, и какую функцию преобразования измерительной цепи необходимо реализовать. В данной схеме паразитные емкости СП1 - СП2 практически не влияют на работу измерительного устройства. Емкости СП1 и СП3 шунтируются низкими выходными сопротивлениями источника напряжения U~ и усилителя. Емкость СП2 включена между входами ОУ и напряжение на ней близко к нулю.

       
   
 

Рис. 7.4 Рис. 7.5

Мостовые измерительные цепи используются преимущественно с дифференциальными преобразователями. На рис. 7.6 показаны некоторые варианты выполнения мостовых цепей. ЕИП включается в соседние плечи моста, в другие плечи моста включаются низкоомные резисторы (рис.7.6 а), взаимосвязанные индуктивности (рис. 7.6 б), полуобмотки питающего трансформатора (рис. 7.6 в).

           
     
 

а) б) в)

Рис. 7.6

Две паразитные емкости между жилами и экранами кабелей шунтируются малыми сопротивлениями (низкоомными резисторами, сопротивлениями индуктивностей, сопротивлениями обмоток трансформатора) нерабочих плеч моста и практически не влияют на работу мостовой схемы. Третья включается параллельно выходной диагонали моста. Обычно выходной сигнал цепи подается на усилитель и для уменьшения влияния емкости экранированного провода, соединяющего ЕИП с усилителем, применяется схема эквипотенциальной защиты. Для этой цели используются провода с двойным экраном.

При подсоединении выхода моста к инвертирующему входу ОУ (рис. 7.7) необходимость в двух экранах отпадает. Выходное напряжение

       
   
 

Uвых = U~1 - С2 )/С3 . (7.12)

Рис. 7.7 Рис. 7.8

Недостатком рассмотренных схем является то, что они могут использоваться для ЕИП, у которых все пластины изолированы от корпуса. При заземлении одной из пластин (обычно общей подвижной пластины) желательно элементы измерительной цепи располагать в одном корпусе с датчиком. При работе дифференциального преобразователя с заземленной пластиной может использоваться емкостно-диодная измерительная цепь, показанная на рис. 7.8 [10]. Если пренебречь падением напряжения на диодах, то

Uвых » U~1 - С2 )/(С12+2С1С23). (7.13)

Если не предъявляется высоких требований к линейности характеристики преобразования, то в качестве измерительных цепей ЕИП могут быть использованы цепи резонансного L - C контура (рис. 7.9), питаемого от генератора со стабильной частотой. При изменении емкости преобразователя сопротивление

контура изменяется, при этом изменяется выходное напряжение, которое достигает максимума при частоте w0 = ÖLC.

       
   
 

При измерении физических величин с помощью емкостных ИП широко используются измерительные цепи с преобразованием емкости в частотно-временные сигналы. На рис. 7.10 показана одна из подобных цепей с использованием ОУ. Функция преобразования схемы, представленной на рис. 7.10, имеет следующий вид [16]: fX = R3/(4R1R2C1).

Рис. 7.9 Рис. 7.10

Для линейного преобразования емкости С1 в качестве выходной величины необходимо принять период ТХ.

Влияние паразитных емкостей СП1 и СП2 в этой схеме мало.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-09-14; просмотров: 105; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты