3.7 Контрольні питання

1) Фізична суть явища теплової інерції.

2) В чому полягає відмінність динамічних і статичних характеристик приладів?

3) 3 яких стадій полягає процес нагрівання (охолоджен-ня) фізичного тепла і як ці стадії зображуються на динамічній характеристиці?

4) Що називається динамічною похибкою приладу?

5) Від яких чинників залежить теплова інерція фізичного тіла?

6) Що навивається постійною часу приладу і як вона визначається?

7) В чому полягає принцип автоматичного регулюван-ня температури води в термостаті?

Лабораторна робота №4

4.1 Назва роботи: Дослідження активних маштабуючих перетворювачів

4.2 Мета роботи: Ознайомлення із електричними схемами та роботою перетворення і підсилення сигналу із первинного вимірювального перетворювача.

Тривалість: 2 аудиторних години.

4.3 Завдання роботи: За допомогою приведених електричних схем перетворювачів та розробленої методики, дослідити різного виду підсилювачі на мікросхемах серії С.140УД6, С.140УД14, С.140УД23 та інших за допомогою програми «Worcbech» на ПЕОМ.

4.4 Основні теоретичні відомості

Маштабуючі перетворювачі застосовуються для приведення вихідного сигналу первинного вимірювального перетворювача до стандартного рівня для подальшого перетворення в цифрову форму й обробки в мікропроцесорних системах керування чи вимірювання. Такі перетворювачі, власне кажучи, є підсилювачами, що переважно використовуються на операційних підсилювачах (ОП) в інтервальному використанні , при цьому найчастіше використовуються три схеми включення ОП, показані на рис.4.1.

Рис. 4.1 – Інвертуючий (а), неінвертуючий (б), підсилювач і повторювач напруги (в) на ОП

Підсилювач на рис.4.1(а) називається інвертуючим тому, що на його виході сигнал знаходиться в протифазі з вихідним. Його коефіцієнт по постійному струму в першому наближенні визначається формулою

у діапазоні частот

де - гранична частота, ОП за рівнем .

Коефіцієнт підсилення по постійному струмі підсилювача, неінвертуючого підсилювача (рис. 4.1.б) у першому наближенні дорівнює . Частковим випадком неінвертуючого підсилювача є повторювач напруги (рис.4.1в) з одиничним коефіцієнтом передачі. Він має дуже високий вхідний опір і використовується для узгодження високоомних датчиків з наступними низькоомними перетворювачами.

Дуже важливими характеристиками ОП є зсув нуля і паразитні вхідні струми. Ці параметри визначають правильність таких пристроїв, як аналогові обчислювані машини. Вхідна напруга зсуву це напруга яку треба подати на вхід щоб щоб на виході вона стала рівною нулю.

Для неінвертуючого підсилювача вихідна напруга, викликана напругою зсуву нуля і визначається виразом:

(4.1)

Вхідний струм зміщення нуля дорівнює середньому арифметичному значенню двох вхідних струмів при нульовій вихідній напрузі. Різниця вхідних струмів це абсолютне значення різниці струмів ОП при нульовій вихідній напрузі.

Якщо не враховувати напруги зміщення нуля і різниці вхідних струмів, то враховуючи, що напруга на двох входах ОП одинакова і рівна спаду напруги на резисторі при протіканні вхідного струму. Викликана вхідними струмами напруга визначається із співвідношення:

(4.2)

Якщо враховувати, що на вихідну напругу впливатиме різниця вхідних струмів, то вихідна напруга визначатиметься наступним чином:

(4.3)

Якщо ж при цьому враховувати вплив напруги зсуву нуля, то вихідна напруга буде визначатися: