Эталонный ответ контрольного задания № 17

17.1. Для преобразования постоянной магнитной индукции в электрическую величину используются гальваномагнитные преобразователи Холла и магниторезистивные преобразователи.

17.2. В данном устройстве целесообразно использовать преобразователи Холла, т.к. они конструктивно выполняются в виде тонкой пластинки, удобной для размещения в зазоре.

17.3. Эффект Холла заключается в возникновении поперечной разности потенциалов (ЭДС Холла) на боковых гранях пластины из полупроводника под действием магнитного поля. В магнитном поле носители заряда под действием сил Лоренца F = eVB изменяют свою территорию, вследствие чего на одной из боковых граней пластины концентрация зарядов одного знака увеличивается в то время, как на противоположной - уменьшается.

17.4. ЭДС преобразователя Холла равна:

,

где R_Х - постоянная Холла, зависящая от свойств материала полупроводника;

I - ток через пластину;

h - толщина пластины;

В - магнитная индукция (вектор ее должен быть перпендикулярен плоскости пластины).

17.5. С помощью преобразователей Холла можно измерять магнитную индукцию переменных и импульсных магнитных полей, т.к. они имеют малую собственную постоянную времени и постоянная Холла частотно-независима при частотах до10^-11 Гц.

17.6. Функциональная схема устройства для измерения магнитной индукции в зазоре электрической машины имеет вид:

17.7. Схема измерительного усилителя с дифференциальным входом и большим коэффициентом подавления синфазного сигнала имеет вид:

17.8. Магнитоэлектрические измерительные механизмы имеют наивысшую чувствительность и линейную функцию преобразования (линейную шкалу).

17.9. В электромеханических измерительных механизмах крепление подвижной части может выполняться на опорах (осях), на растяжках и на подвесе.

17.10. Относительная погрешность δ измерительного прибора есть отношение разности между показанием прибора Х и истинным (действительным) значением Х₀ измеряемой величины (абсолютная погрешность) к истинному значению измеряемой величины:

Контрольное задание № 18

Разработать аналоговое многоканальное устройство для измерения уровня оптически непрозрачной диэлектрической жидкости, если колебания уровня достигают - 900 мм, а рабочая температура жидкости - до 100° С.

При подготовке и обосновании решения ответьте на следующие вопросы:

18.1. Какой тип первичного измерительного преобразователя (ПИП) целесообразно использовать для измерения уровня оптически непрозрачной диэлектрической жидкости?

18.2. Приведите функциональную схему устройства.

18.3. Приведите электрическую схему цепочного RC - генератора синусоидального напряжения на ОУ с фазосдвигающей цепью.

18.4. Каким образом можно увеличить выходную мощность? Приведите схему усилителя.

18.5. Что вносит наибольшую погрешность в ПИП?

18.6. Какие существуют способы линеаризации характеристики преобразования?

18.7. Приведите одну из схем двухполупериодного выпрямителя среднего значения переменного напряжения с незаземленной нагрузкой в виде магнитоэлектрического микроамперметра.

18.8. За счет чего у выпрямителей переменного напряжения на ОУ достигается уменьшение порогового напряжения?

18.9. Как защитить схему инвертирующего ОУ от перегрузок по входу?

18.10. Приведите упрощенную схему преобразователя напряжения в частоту с использованием ОУ.

1. Душин Е.М. (ред.) Основы метрологии и электрические измерения.-Л.: Энергоатомиздат, 1987.-480 с.

2. Кузнецов В.А. (ред.) Измерения в электронике (справочник).-М.: Энергоатомиздат, 1987. 512 с.

3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника.-М.: Высшая школа, 1991.- 622 с.

4. Электрические измерения. Под ред. А.В.Фремке и Е.М.Душина.-Л.: Энергия,1980.

5. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (пер. с англ.).-М.: Мир, 1983.