Эталонный ответ контрольного задания № 7

7.1. При измерении перемещений при повышенной температуре, целесообразно применять оптоэлектронные, емкостные и индуктивные датчики.

7.2. Так как среда, в которой находится деталь, оптически не прозрачна, то использование оптоэлектронных датчиков исключается.

7.3. При температуре 250˚ С надежно работают индуктивные датчики перемещений.

7.4. Для улучшения линейности применяют дифференциальные конструкции индуктивных датчиков или используют равномерно распределенное магнитное поле, площадь пересечения которым контура зависит от перемещения.

7.5. Дифференциальные конструкции позволяют улучшить линейность характеристики, снизить или совсем исключить погрешности, связанные с изменением напряжения питания, уменьшить температурные погрешности, одинаковые для обеих половин.

7.6. Измерительные цепи, в состав которых можно включить дифференциальный индуктивный датчик имеют вид:

7.7. Измерительную цепь можно питать или от источника переменного напряжения или от источника (генератора) переменного тока.

7.8. Выходной сигнал индуктивного датчика можно увеличить или путем рационального конструирования, или за счет увеличения питающего тока, или с помощью дополнительного электронного усилителя.

7.9. Коэффициент усиления усилителя можно стабилизировать с помощью введения глубокой отрицательной обратной связи.

7.10. Усиление сигналов индуктивных датчиков можно осуществить с помощью микросхем операционных усилителей и микросхем усилителей напряжений

7.11. Влияние наводок можно уменьшить, включив в цепь усилителя полосовой фильтр.

7.12. Переменное напряжение можно преобразовать в постоянный сигнал с помощью детектора. Можно применять следующие схемы детекторов:

7.13. Расширение пределов измерения магнитоэлектрического вольтметра производится с помощью дополнительных резисторов, включаемых последовательно с измерительным механизмом.

7.14. Применим дифференциальный индуктивный датчик перемещения. Он может быть выполнен с подвижным ферромагнитным сердечником или с подвижными обмотками

Структурная схема измерительного устройства имеет вид:

Контрольное задание № 8

Электрический сигнал, характеризующий параметры технологического процесса, представляет собой ЭДС постоянного тока, которая может изменяться от нуля до 15 мВ. Источник ЭДС имеет большое внутреннее сопротивление (R₁1 кОм). Предложите структурную схему измерительного усилителя, который позволит получить приведенный температурный дрейф нуля менее мкВ/град. Выходное сопротивление должно быть минимально достижимым.

В процессе обоснования решения ответьте на вопросы:

8.1 Какая группа микросхем используется для усиления электрических сигналов постоянного тока?

8.2. Что понимается под напряжением смещения нуля операционных усилителей?

8.3. Для чего используются усилители постоянного тока типа МДМ и чем они отличаются от усилителей с непосредственными связями?

8.4. Какая из широко распространенных микросхем ОУ имеет структуру МДМ?

8.5. Каким образом входное сопротивление усилителя можно существенно увеличить?

8.6. Как получить стабильный коэффициент усиления усилителя при температурных и временных изменениях параметров входящих в него микросхем?

8.7. Как можно уменьшить выходное сопротивление усилителя?

8.8. Зачем на входе усилителей медленно изменяющихся сигналов устанавливаются фильтры низких частот?

8.9. Если коэффициент усиления серийной микросхемы УПТ МДМ равен 10, то как увеличить общий коэффициент усиления усилителя?

8.10. Зачем на выходе УПТ МДМ устанавливают фильтр низких частот?

8.11. Требуется ли стабилизировать напряжения питания УПТ с непосредственными связями между каскадами и если требуется, то почему?

8.12. Как выбрать минимальную частоту работы модулятора при известной максимальной частоте входного сигнала?

8.13. Какой порядок максимальной частоты усиления УПТ МДМ?

8.14. Что такое температурный дрейф нуля и почему его значение меньше в усилителях типа МДМ?

8.15. Что такое временной дрейф нуля и вследствие каких причин

он появляется у усилителей?

8.16. Каким уравнением характеризуется коэффициент усиления усилителя, охваченного цепью обратной связи с коэффициентом ОС, равным γ?

8.17. Нарисуйте структурную схему усилителя, обеспечивающего выполнение задания.

1. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергия, 1988, 304 с.

2.Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь, 1984, 432 с.

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