2.3. Анализ согласующих цепей

Согласующая цепь может быть выполнена по схеме прямого преобразования или по схеме уравновешивающего преобразования.

Цепи прямого преобразования выполняют путём последовательного включения усилителя между измеряемым сигналом и выходным измерительным механизмом. Но усилители имеют нестабильные коэффициенты усиления, и поэтому включение по схеме прямого преобразования вызывает большие погрешности.

Для повышения точности преобразования усилители снабжают цепью обратной связи. Получают схему уравновешивающего преобразования. В качестве цепи обратной связи используют высокоточные делители напряжения.

Рис. 15. Согласующая цепь с обратной связью; U_вх и U_вых – входное и выходное напряжения согласующей цепи; U_ос – напряжение обратной связи; R_ос1 и R_ос2 – сопротивления резисторов обратной связи

2.3.1. Расчёт согласующей цепи для последовательной цепи

Коэффициент передачи согласующей цепи определяется по уровню выходного напряжения цепи предварительного преобразования и верхнему пределу измерения измерительного механизма:

Требуемый коэффициент обратной связи определяется по формуле выходного напряжения усилителя и заданному коэффициенту усиления:

отсюда

Сопротивление резисторов обратной связи определяется по допустимому выходному току усилителя и току измерительного механизма:

Отношение сопротивлений обратной связи:

, отсюда

Максимально допустимая погрешность согласующей цепи:

Погрешность цепи обратной связи определяется из формулы для погрешности согласующей цепи:

отсюда

Принимаем погрешность равной ближайшему меньшему стандартному значению:

Тогда погрешность согласующей цепи равна:

Найдём допустимые погрешности резисторов цепи обратной связи. Примем их равными:

отсюда

Проверим, не переходит ли согласующая цепь в колебательный режим работы. Для этого найдём оптимальное и реальное значение глубины уравновешивания.

Так как то цепь не переходит в колебательный режим работы.

2.3.2. Расчёт согласующей цепи для цепи с делителем напряжения

Коэффициент передачи согласующей цепи:

Коэффициент обратной связи:

Сопротивление резисторов обратной связи:

Максимально допустимая погрешность согласующей цепи:

Погрешность цепи обратной связи:

Принимаем погрешность равной ближайшему меньшему стандартному значению:

Тогда погрешность согласующей цепи равна:

Допустимые погрешности резисторов цепи обратной связи:

Так как то цепь не переходит в колебательный режим работы.

2.3.3. Расчёт согласующей цепи для мостовой цепи

Коэффициент передачи согласующей цепи:

Коэффициент обратной связи:

Сопротивление резисторов обратной связи:

Максимально допустимая погрешность согласующей цепи:

Погрешность цепи обратной связи:

Принимаем погрешность равной ближайшему меньшему стандартному значению:

Тогда погрешность согласующей цепи равна:

Допустимые погрешности резисторов цепи обратной связи:

Так как то цепь не переходит в колебательный режим работы.