2.4 Отримання результатів вимірювання

За результатами аналого-цифрового перетворення напруги на виході запропонованої у попередньому параграфі вимірювальної схеми, струм короткого замиканняфотодіодаможна визначити за формулою

. (2.2)

де – опори відповідних резисторів.

Перетворивши (2.2), отримаємо

. (2.3)

Далі за струмом короткого замикання фотодіодата його індивідуальною функцією перетворення можна отримати результат вимірювання – освітленість фотодіода.

При вимірюванні температури фотодіод затемнений і знаходиться в режимі неробочого ходу. Вимірювальний канал температури містить:

1. Канал вимірювання спаду напруги на фотодіоді , що складається з операційного підсилювача, який працює в неінвертуючому режимі, та резисторного подільника. В неінвертуючий режим операційний підсилювачпереводиться шляхом перемикання перемикачав праве положення. Тоді напругана входіперевищує напругу, томунасичений – напруга на його виході наближається до напруги живлення. Великий вхідний опір операційного підсилювачав неінвертуючому режимі не дає подільникунавантажувати фотодіод.

2. Схему задання струму через фотодіод , що складається з резисторів, насиченого операційного підсилювачата резисторного подільника. Через те, що перемикачпри вимірюванні температури знаходиться в правому положенні,відкритий, струмрезисторатеж проходить через фотодіод. Струмбуде становити

. (2.4)

В свою чергу, за законом Ома, можна визначити струм за формулою

, (2.5)

а також струм за формулою

, (2.6)

де – напруга насичення операційного підсилювача,;

–спад напруги на діоді в стані провідності,.

Слід відзначити, що як значення напруги насичення операційного підсилювача, так і значення спаду напругина діоді, по-перше, відомі доволі приблизно, а по-друге – мають значні температурні коефіцієнти. Тому в процесі експлуатації проектованої інформаційно-вимірювальної системи необхідно визначати поточні значення. Визначити струмможна за вихідними напругамиівимірювальної схеми рис. 2.8. Згідно рис. 2.8, можна записати

, (2.7)

а також

. (2.8)

Перетворивши (2.7) і (2.8) та підставивши їх у (2.6), отримаємо

. (2.9)

В (2.5) входить також невідоме значення . Тому для визначеннявведемо вимірювальний канал, створений подільником на резисторах. Напругу на лівому виводіможна визначити як суму напруги “уявної землі”, спаду напруги на фотодіодіта спаду напруги на діоді. Ця напруга буде більшою напруги “уявної землі”, тобто буде вищою від діапазону перетворення аналого-цифрового перетворювача (останній живиться від). Тому подільник наузгоджує напруги на лівому виводі резистораз допустимою напругою. Тоді напругу на резисторіможна визначити як

. (2.10)

Звідси струм резистораможна визначити як

. (2.11)

Формули (2.2) … (2.11) визначають всі співвідношення у вимірювальній схемі проектованої інформаційно-вимірювальної системи ультрафіолетового випромінювання. Як видно з принципової схеми системи (Додаток Б), вона значно простіша за схему-прототип (Додаток А), а також споживає значно менше енергії, що важливо для систем з автономним живленням. Крім того, проектована інформаційно-вимірювальна система може забезпечити значно кращі метрологічні параметри, зокрема, вищу точність вимірювання рівня освітленості ультрафіолетовим випромінюванням та взаємозамінність сенсорів – фотодіодів. Однак для досягнення такого результату слід розробити відповідні методи підвищення точності та забезпечення взаємозамінності.