11.2.1 Вимірюючий модуль и001

Cтруктурна схема вимірюючого модуля И001 наведена в верхній частині рисунку 11.1. модуль містить модулятори 1, 2, 3, підсилювач-модулятор 4, суматор 5, демодулятор-підсилювач 6, генератор 7, джерело опорної напру­ги 8, вузол коректора 9.

Функції вимірюючого модуля:

– підсумовування до чотирьох уніфікованих вхідних сигналів постійного струму, а також вхідних сигналів, що надходять від вимірюючих перетворювачів з електричними сигналами;

• введення інформації про задане значення регульованої вели­чини. Формування та підсилення сигналу неузгодження;

– незалежне масштабування вхідних сигналів;

– гальванічне розділення вхідних та вихідних ланок, а також вхідних ланцюгів одне від одного;

Модуль виконує вказані функції у відповідності з рівнянням статичної характеристики

(11.1)

в якому всі сигнали виражені у відносних величинах від їх номінального діапазону зміни. Вихідний сигнал модуля змінюється від -10 до +10В.

Принципова електрична схема вимірюючого модуля И001 наведена на рисунку 11.3.

Сигнал Х1 не масштабується і обмежується за амплітудою на діодах V1, V2. Діоди призначені для обмеження амплітуди вхідних сигналів, тому при номінальних значеннях вхідного сигналу обидва діоди закриті, а при перенапруженні – відкриваються і обмежують амплітуду вхідного сигналу в залежності від їх знаку.

конденсатори С1-С3, С6 використовуються для фільтрації високочастотних шумів у вхідних сигналах. Трансформатор Т1 використовується одночасно і для гальванічного розділення вхідних сигналів, і для їх підсумовування.

Модуляція вхідних сигналів Х1-Х4 виконується транзисторними парами V9-V12. На транзисторних парах виконані електричні ключі, що перетворюють вхідні сигнали постійної напруги у сигнали змінної напруги типу «пряма хвиля». Керування цими транзисторними парами виконується сигналами а-д від генератора з частотою 20 кГц.

рисунок 11.1 – Структурна схема блоку Р27

На резисторах R12, R13, R14, R16 виділяються сигнали змінної напруги після транзисторних пар, що далі надходять на вхідні обмотки ІІ-V трансформатора Т1. При протіканні струмів у вхідних обмотках виникає магнітне поле, що через сердечник трансформатора Т1 передаються в обмотку І, і т.ч. одночасно виконується гальванічне розділення вхідних і вихідних сигналів, а також їх підсумовування.

Транзисторна пара V13 включається синхронно з іншими транзисторними парами і заряджає конденсатор С7, який потім віддає накопичену енергію ОП А2 в моменти відключення транзисторної пари. Таким чином, на конденсаторі С7 виконується демодуляція вихідного сигналу. Операційний підсилювач А2 підсумовує сигнали з обмотки І, коректора, задатчика, «установка 0».

Сигнали з входів Х2, Х3 і Х4 масштабуються за допомогою потенціометрів, відповідно, R13 («α2»), R14 («α3») і R16 («α4»).

Рисунок 11.3 – Принципова електрична схема модуля И001

На вхід Х4 можуть бути подані або уніфікований сигнал за напругою Х4.1 (0-10 В), або один з струмових сигналів Х4.2 (0-5 мА), Х4.3 (0-20 мА), Х4.4 (4-20 мА). Операційний підсилювач А1 перетворює один із вказаних вище вхідних сигналів в вихідний сигнал за напругою, який далі надходить на вхід транзисторної пари V12 і на обмотку ІІ трансформатора Т1.

Випрямлена діодами V15, V16 та згладжена конденсаторами С8, С9 напруга з обмотки II Т2 використовується для формування гальванічно ізольованого живлення ОП А1.

Генератор 7 містить автогенератор прямокутної напруги з часто­тою 20 кГц, виконаний на ОП А4 та тригер, виконаний на транзистоpax V19, V20. Частота напруги, що генерується, визначається постійною часу ланки R39-C18 та величиною позитивного зворотного зв’язку (ПЗЗ), що створюється ланкою R40-R42. Підсилювачем потуж­ності є тригер, керований вихідною напругою автогенератора. На­вантаженням тригеру є обмотка I трансформатора Т2. З вихідних об­моток ІІІ-VІІ трансформатора Т2 знімаються напруги прямокутної форми а-д, що керують ключа­ми модуляторів та демодулятора.

Джерело опорної напруги 8 виконане на ОП A3 і транзисторі V23. Величина стабілізованої напруги на вході ОП задається пара­метричним стабілізатором на стабілітроні V24, потім підсилюється за по­тужністю транзистором V23. Амплітуда вихідної напруги підстроюється змінним резистором R35.