8. Расчет времени преобразования измерительного преобразователя.

Время преобразования определяется, исходя из принципа работы АЦП, фильтрации помех и времени реакции датчика.

В задании на курсовую работу оговорено, что время реакции датчика на изменение температуры более 10 секунд. Тогда и выходное напряжение на выходе узла линеаризации будет изменяться за время не менее 10 с.

Время одного такта современных АЦП не пре­вышает (0,5 - 5) мкс, т.е. время преобразования 14-разрядного АЦП состав­ляет не более 70 мкс.

Так как необходимо обеспечить защиту от помех и высокочастотных сигналов, нужен фильтр, время задержки которого выберем исходя из частоты среза. Выберем частоту среза равной 1 кГц для того, чтобы подавить все частоты выше 1 кГц. Тогда фильтр пропустит все сигналы с частотой ниже 1 кГц, т. е. периодом более 1 мс.

Получим суммарное время преобразования:

Т_ПР = 10 с + 70 мкс + 1 мс = 10 + 0,00007 + 0,001 = 10,00107 с.

9. Структурная схема измерительного преобразователя.

Рис. 6. Структурная схема измерительного преобразователя.

Структурная схема измерительного преобразователя приведена на рисунке 6.

Ф – фильтр;

У – усилитель;

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

ГР – гальваническая развязка;

ФП – функциональный преобразователь.

Рассмотрим функциональное назначение и необходимость в составе прибора каждого узла схемы.

На вход измерительного преобразователя поступают сигналы с датчика. Фильтр, как было сказано выше, необходим для защиты полезного сигнала от помех и высокочастотных сигналов. Помехи могут привести к росту случайной составляющей погреш­ности преобразователя.

Сигнал с фильтра подается на вход усилителя, который преобразует сигнал в нужный масштаб для его преобразования узлом АЦП.

Узел АЦП преобразует полученный сигнал в цифрой n-разрядный код.

Блок гальванической развязки необходим для гальванического разделения между входными и выходными цепями измерительного преобразователя. В качестве элементов гальванического раз­деления могут использоваться трансформаторы или оптико-электронные элементы, которые передают информацию через световой или магнитный поток.

В блоке функционального преобразователя происходит линеаризация характеристики.

Таким образом на выходе измерительного преобразователя получаем двоичный код, который соответствует измеряемой температуре.

Литература.

1. Гальперин М.В. «Практическая схемотехника в промышленной автоматике», Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.

2. Гнатек Ю.Р. «Справочник по цифроаналоговым и аналогово-цифровым преобразователям», Москва, «Радио и связь», 1982 г.

3. ГОСТ 6651-94 «Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний».

4. Кончаловский В.Ю. «Цифровые измерительные устройства». Москва, Энергатомиздат, 1985 г.

5. Левшина Е.С., Новицкий П.В. «электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи», Ленинград, Энергоатомиздат, 1983 г.

6. Ноткин Ю.А., Лопатка К.Н., Визгин Ю.И. «Многоканальные измерительные преобразователи», С-Петербург, Энергоатомиздат, 1992 г Кончаловский В.Ю. «Цифровые измерительные устройства». Москва, Энергатомиздат, 1985 г.

22