Пример выбора ацп и расчета нормализатора
Рассчитать нормализатор и выбрать АЦП по следующим исходным данным: 1. Напряжение при минимальной температуре Utmin, мВ 12;
2. Напряжение при максимальной температуре Utmax , В 0.25 В;
3. Кф 2;
4. Кп 5;
5. Напряжение полной шкалы АЦП, В 10;
6. Класс точности преобразования 0,5
1. Определяем полезную разрешающую способность АЦП
дискретов.
2. Определяем разрешающую способность АЦП, приняв δп = 5 дискретов.
дискретов.
Ближайшим значением к N является двоичное число 1024 (210).
Таким образом разрядность АЦП должна быть не меньше 10.
3. В соответствии с напряжением полной шкалы и разрядностью выбираем 10-ти разрядное АЦП К1113ПВ1.
В соответствии с типовой схемой включения АЦП разработаем схему электрическую принципиальная, которая представлена на рисунке 1.
Рис.1. Нормализатор напряжения с АЦП
В соответствии с рекомендуемой схемой включения номиналы резисторов R9, R10, R11, R12 соответственно равны:
R9 = 10 кОм, R10 = 1,7 кОм, R11=4,7 кОм, R12=7,5 кОм.
Рассчитываем неивертирующий нормализатор входного напряжения.
4. Определяем напряжение смещение шкалы нормализатора.
Ucм= Utmin* Кп * Кф= 0,012В*5*2=0,12В.
5. Рассчитываем источник Ucм. Выбираем стабилитрон К133А с напряжением стабилизации равным 3,3 В и диапазоном рабочих токов Imax = 81 мА и Imin = 3 мА.
6. Выбираем номинал резистора R2, приняв его равным 500 Ом.
7. Определяем ток нагрузки стабилитрона
8. Определяем балластное сопротивление R1, выбрав в качестве входного напряжения Евх напряжение питания ОУ -15В
9. Выбираем номинал сопротивления R3, R4, R5 равным 10 кОм.
10. Определяем требуемый коэффициент усиления:
11. Определяем значения резисторов R6, R7, R8. Примем значение сопротивления R8 равным R5 и равным 10 кОм, тогда для обеспечения 50 % диапазона регулировки коэффициента усиления :
R6 =R8/2=5 кОм;
R7= (R6+ R8/2)К = R8*К=10 * 1,4 = 14 кОм.
12. Выбираем резисторы общего назначения типа МЛТ ІІ-го класса точности, тогда номиналы резистор составят:
R1= 680 Ом; R2= 470 Ом; R3=R4=R5=10 кОм; R6 = 4,7 кОм; R7 = 15 кОм; R8 = 10 кОм; R9 = 10 кОм, R10 = 1,8 кОм, R11=4,7 кОм, R12=7,5 кОм.
По справочным данным выбираем тип операционного усилителя. Для решения данной задачи можно выбрать прецизионный ОУ общего применения с внутренней частотной коррекцией 140УД6.
Индивидуальные задания
Варіант № |
Напруга Utmin |
Напруга Utmax |
Кф |
Кп |
Напруга повної шкали |
Клас точності перетворення |
|
|
0,03 |
0,36 |
1 |
10 |
5 |
0,5 |
|
|
0,006 |
0,5 |
3 |
5 |
10 |
0,2 |
|
|
0,032 |
0,12 |
2 |
20 |
10 |
1 |
|
|
0,009 |
0,32 |
2 |
5 |
5 |
0,05 |
|
|
0,01 |
0,18 |
3 |
7 |
5 |
0,1 |
|
|
0,0083 |
0,34 |
2 |
12 |
10 |
1 |
|
|
0,04 |
0,28 |
1 |
21 |
10 |
0,2 |
|
|
0,027 |
0,72 |
1 |
3 |
5 |
1 |
|
|
0,012 |
0,24 |
3 |
10 |
10 |
0,05 |
|
|
0,087 |
0,30 |
2 |
15 |
10 |
1 |
|
|
0,007 |
0,17 |
5 |
5 |
5 |
0,1 |
|
|
0,03 |
0,14 |
2 |
11 |
10 |
0,5 |
|
|
0,001 |
0,08 |
5 |
9 |
10 |
1 |
|
|
0,04 |
0,11 |
3 |
10 |
5 |
0,05 |
|
|
0,008 |
0,12 |
1 |
12 |
5 |
0,2 |
|
|
0,001 |
0,09 |
3 |
9 |
10 |
0,1 |
|
|
0,01 |
0,11 |
2 |
20 |
10 |
0,05 |
|
|
0,006 |
0,012 |
7 |
5 |
5 |
1 |
|
|
0,008 |
0,14 |
2 |
10 |
10 |
0,2 |
|
|
0,005 |
0,010 |
4 |
17 |
5 |
0,5 |
|
|
0,009 |
0,013 |
3 |
13 |
10 |
0,05 |
|
|
0,05 |
0,21 |
2 |
6 |
10 |
1 |
|
|
0,006 |
0,01 |
2 |
10 |
5 |
0,1 |
|
|
0,04 |
0,14 |
1 |
9 |
5 |
0,5 |
|
|
0,007 |
0,04 |
4 |
9 |
10 |
0,05 |