Расчет длительности тревожного сообщения
При заряде конденсатора С11 до напряжения E0-Uоп4 формируется сигнал “ТРЕВОГА”. Пока на усилителе поступает переменный сигнал соответствующего уровня, конденсатор С11 продолжает заряжаться. Максимальное напряжение, до которого он может зарядится, равно E=9В. При прекращении перемещения пропадает переменный сигнал,
компараторы AD3.1 и AD3.2 устанавливаются в исходное состояние и конденсатор С11 начинает разряжаться через резисторы R12+R13 R12.
При Uc=E0 - UОП4 на выходе AD3 формируется исходный “0”, реле замыкает свои контакты, светодиод перестает гореть, т. е. извещатель переходит в режим НОРМА.
Длительность тревожного сообщения tТР определяется из формулы
где раз=С11 R12. Рассчитаем время тревожного сообщения.
3. Экспериментальные исследования виртуального извещателя
3.1. Составление и исследование модели первичного устройства
В соответствии с рекомендациями п. 2.1.1 составляем схему первичного преобразователя (рис. 11) в пакете work-bench. По осциллографу определяем коэффициент преобразования на средней частоте fсред
при амплитуде сигнала, соответствующей заданному расстоянию (таблица 1). По Plottery снимаем АЧХ устройства, определяем полосу пропускания. По осциллографу определяем постоянное выходное напряжение U0VT . Модель устройства фиксируется в виде файла.
188
3.2. Составление модели полосовых усилителей; cнятие их
амплитудной и амплитудно-частотной характеристик
Собрать в пакете Workbench схему рис. 12.
Установить на генераторе среднюю частоту fсред, Uoffset=0, амплитуду
сигнала, соответствующую таблице 1, Uдоп=UoVT
(см. п. 3.1). Установить расчётные значения сопротивлений R6,R3, емкостей С4,С6,С9,С10 (п. 2.3.3), опорного напряжения Uоп1.
По
осциллографу снять амплитудную
характеристику двух усилителей,
изменяя значение входного сигнала.
Записать значение напряжения
генератора,
при котором начинаются ограничения
выходного сигнала. Зафиксировать
форму сигнала в (
)
XN2.
АЧХ первого каскада и АЧХ двух каскадов снимается одновременно, используя опцию АЧХ. ФЧХ представляется в виде графика; модель усилителей фиксируется в виде файла. Результаты эксперимента и вычислений сравниваются и делается вывод.
189
3.3. Составление и исследование модели источников опорного
напряжения
Собрать в пакете Workbench схему рис. 8. Измерить значения опорных напряжений Uоп1, Uоп , Uоп3 и сравнить их со значениями опорных напряжений выбранных по рекомендациям п.2.2.1. Определить погрешность полученных значений опорных напряжений по формуле
Записать значения погрешностей. В дальнейшем из пакета Workbench берем источники напряжений и присваиваем им расчетное значение опорных напряжений. При сборке всей схемы схема рис. 8 не используется.
190
Рис. 12
191
192
Модель устройства фиксируется в виде файла.
Дополнительные диоды установлены для развязки компараторов, так как
пакет Workbench не способен моделировать компараторы с открытым выходом. Питание также подаётся на каждый компаратор, так как Workbench
не моделирует несколько компараторов в одном корпусе.
3.4. Составление и исследование модели накопителя импульсов и
формирователя тревожного сообщения
Собрать в пакете Workbench схему рис. 14.
Установить в модели расчетные значения Uоп2 ; Uоп3; Uоп4. Установить на генераторе синусоидальный сигнал с частотой fсред , амплитуду сигнала взять равную E0/3; Uoffset=0. Осциллографом снять эпюры сигналов на выходах AD3.1, AD3.2, AD3.3, AD3.4; на инвертирующем входе AD3.3.
Сравнить эпюры с рис. 5 и сделать выводы. Проконтролировать наличие разомкнутых контактов K1.1 и свечение диода VD2. Уменьшить входной переменный сигнал до милливольт и вновь зарисовать эпюры сигналов в ранее указанных точках и сравнить эпюры с рис. 5; сделать выводы. Подключив осциллограф к входам AD3.4, определить время срабатывания компаратора.