11. Датчики температуры и давления.

Датчики давления:

Состоит из чувствительного элемента (ЧЭ) преобразующего давление Р в механическое перемещение Х, и преобразовательного элемента, выдающего сигнал пропорциональный перемещению.

В качестве преобразующего элемента применяются потенциометры индуктивные, емкостные и тензодатчики.

Датчики температуры:

По принципу действия делятся на термопары и терморезисторы.

Термопары имеют большой диапазон измерений, а терморезисторы большую точность.

Термопара состоит из двух проводников, из сплавов с различной плотностью электронов.

Пропорционально разности температур горячего и холодного спая.

Для обеспечения точности измерения выводы термопар делаются из таких же выводов что и сама термопара, и в измерительных приборах дополнительно имеется терморезистор учитывающий температуру холодных выводов.

Термопары:

ТХК – хромникель -200 - +600 градусов цельсия

ТХА – хромель-алюминевая -200 + 1300 градусов цельсия

ТПР – платина – радиевая -200 + 2000 градусов цельсия

Т ерморезисторы:

Сопротивление терморезистора увеличивается пропорционально изменению температуры.

Внутри терморезистора имеется тонкая проволока из меди или платины.

ТСМ (термо сопротивление медное) -50 +200 градусов цельсия

ТСП -100 +600 градусов цельсия

Для повышения точности измерений делается третий вывод, это позволяет учесть изменение сопротивления проводников.

Полупроводниковые терморезисторы называются термисторами , они имеют более высокую чувствительность, но меньшую точность, при увеличении температуры их сопротивление уменьшается.

12. Операционные усилители на интегральных микросхемах.

Операционный усилитель – это усилитель постоянного тока с отрицательной обратной связью, предназначенный для выполнения математических операций.

Для обеспечения точности работы к усилителю предъявляются следующие требования:

1. Большой коэффициент усиления оп напряжению К = Uвых/Uвх > 10⁴

2. Большое входное сопротивление R_в > 10⁴ Ом

3. Малый дрейф нуля, изменение выходного при нулевом входном, из-за изменения температуры и напряжения питания.

Для питания операционных усилителей используется биполярный источник питания от 10 до 15 Вольт.

Для повышения быстродействия подключаются корректирующие конденсаторы.

Для борьбы с дрейфом нуля могут подключаться корректирующие потенциометры РП.

Вид операции выполняемым операционным усилителем, зависит от полного сопротивления элементов в его входной цепи и цепи обратной связи.

Передаточная функция операционного усилителя равна отношению полного сопротивления цепи обратной связи к полному сопротивлению входной цепи с обратным знаком.

13. Функциональные диодные преобразователи.

Предназначены для реализации нелинейных функций методом кусочно-линейной аппроксимации.

Рассмотрим на примере преобразователя реализующего квадратичную зависимость y=x²(квадратор).

K1=Ro/R1 - коэффициент передачи

При увеличении входного напряжения до значения U1 открывается диод VD1 и параллельно резистору R1 подключается резистор R2;в результате коэффициент увеличивается до значения K2.

K2 = (Ro*(R1+R2) )/ R1*R2

При увеличении входного сигнала Х до значения U2 открывается диод VD2 и сигнал начинает проходить через резистор R4 коэффициент передачи увеличивается на значение K3

K3 = (Ro(R1+R2+R4))/R1*R2*R4

Для повышения точности аппроксимации увеличивается число входов с диодами.

Для получении отрицательного наклона характеристики(уменьшение коэффициента) диоды с резисторами включаются в цепь обратной связи или включается на входах с обратной полярностью и запираются положительным опорным напряжением.

С помощью квадраторов можно реализовать умножение и деление.