М

Цепи измерительного преобразования

Принципы построения и элементы схемотехники

инистерство образования и науки РФ

Казанский государственный университет им.А.Н.Туполева

Кафедра

Приборов и информационно-измерительных

систем

Дополнительные материалы

к лекциям по дисциплине:

Приборы первичной информации

ТЕТРАДЬ №

ЦЕПИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

Составитель: доц.каф. ПИИС А.А. Порунов

Казань 2001

Содержание

Глава 2 ЦЕПИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ………………………….….…….…1

2.1. ПРОСТЕЙШАЯ ЦЕПЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ……………………………………………….…..1

2.2 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С

ИНДУКТИВНЫМИ ПЕРВИЧНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ..….3

2.3. ПРОСТЕЙШАЯ ЦЕПЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

НА СНОВЕ ЕМКОСТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 8.

2.4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С

ЕМКОСТНЫМИ ВХОДНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ………...10

Глава3. ЭЛЕМЕНТЫ СХЕМОТЕХНИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

МОСТОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА…………………….…….14

Глава 4.ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ В ЦЕПЯХ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НА

ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ………….…………18

Глава 2 ЦЕПИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

2.1. ПРОСТЕЙШАЯ ЦЕПЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

( делитель напряжения переменного тока с активно –

индуктивным входным преобразователем)

Простейшей цепью измерительного преобразования (ЦИП), работающей на переменном токе так же как и для ЦИП на постоянном токе принято считать делитель напряжение, состоящий из двух элементов, причем параметры комплексного сопротивления (активная и/или реактивная составляющая) одного из них зависит от измеряемой величины. В этом случае выходное напряжение делителя напряжения определяется выражением

U_вых=U (2.1)

Рис.2.1

Пусть в качестве зависимого от измеряемой величины элемента будет катушка с сердечником, обладающая полным сопротивлением Z_x = R_L+jL (здесь под R_L – понимаются необратимые потери, обусловленные рассеянием энергии).

При условии что полное сопротивление катушки Z_x значительно больше сопротивления нагрузки R_н, т.е. Z_x >> R_н, функция преобразования (2.1) делителя напряжения на переменном токе (ДНПТ) будет нелинейной.

При работе ДНПТ на вход высокоомного усилителя, приращение выходного напряжения U_вых определяется зависимостью

(2.2)

т.е. между U_вых и Z_x/Z_x существует также нелинейная зависимость.

Если, наоборот, выполняется условие, при котором сопротивление R_н >>Z_x, то есть (R_н /Z_x) >>1 и (R_н /Z_x)>>(Z_x /Z_x). В этом случае приращение выходного напряжения U_вых определяется зависимостью

U_вых = (2.3)

На основании анализа (2.3) можно сделать вывод о том, что возможность повышения линейности, достигаемая за счет увеличения отношения R_н /Z_x, противоречит необходимости увеличения чувствительности, которое наоборот требует уменьшения отношения R_н /Z_x или что тоже увеличения отношения Z_x /R_н.

Относительное изменение выходного напряжения U_вых/U_вы

, (2.4)

которое при высоком значении отношения R_н /Z_x преобразуется к виду

(2.5)

и что очень важно уже не зависит от R_н /Z_x .