Запоминающее устройство.

Микросхема КР556РТ5 Организация 512 слов × 8 разрядов Напряжение питания 5 В ± 5% Потребляемая мощность 1000 мВт Тип выхода — Открытый коллектор Совместимость по входу и выходу — ТТЛ Исходное состояние —  1 Тип корпуса — Пластмассовый,  прямоугольный, 24 вывода

Описание принципиальной электрической схемы.

Терморезистор R4 подключим по мостовой схеме для того, чтобы при 35 градусах Цельсия напряжение на выходе датчика температуры было равно нулю. R4 имеет номинальное сопротивление при 20ти градусах равное 2,2 кОма, учитывая его температурный коэффицент сопротивления (ТКС), равный от 0,034-0,045 (возьмём среднее значение 0,0395/2,2кОм/градус) найдём его сопротивление при 35 градусах Цельсия.

ΔR(Δt=15 C)=2,2*(1-exp(-0,0395*15))=0,98352 кОм

R4=3,183 кОм

Для того чтобы в мостовой схеме Uвых=0 необходимо, чтобы соблюдалось условие R4/R3=R2/R1. Чтобы учесть погрешность ТКС резистор R2 будет переменным. Возьмём в качестве R2 переменный резистор СП3—39, также последовательно с ним поставим постоянный резистор R2.1, сопротивлением 3кОма для того чтобы упростить калибровку мостовой схемы. А резисторы R1 и R3 возьмём из ряда E24 сопротивлением 3 кОма.

R1 - Резистор С2-33-0,125—3к ±5%

R2 - Резистор СП3-39-0,5—330 ±10%

R2.1- Резистор С2-33-0,125—3к ±5%

R3 - Резистор С2-33-0,125—3к ±5%

Для того чтобы мостовая схема работала необходимо, чтобы входящий ток не зависел от сопротивления схемы, для этого сделаем «источник тока». Подключим резистор Rист последовательно к мостовой схеме, Rист>>Rнагрузки. Сопротивление мостовой схемы при 35 градусах будет примерно ~3,25 кОма, пусть R ист будет в 50 раз больше, выбираем номинальное сопротивление 160 кОм из ряда Е24.

Rист - Резистор С2-33-0,125—160к ±10%

Далее необходимо рассчитать перегрев терморезистора, для того чтобы уменьшить погрешность измерения температуры. Нам задана точность 1/10 градуса, это значит, что терморезистор может нагреться не более чем на эту температуру. Перегрев – Θ. Он равен отношению мощности рассеяния к коэффиценту рассеяния.

Θ=Ppac/H

Ррас=Н*Θ=0,1*0,5=0,05 мВт

Найдём допустимый ток. Возьмём максимальное значение R4, т.к. при нём будет выделяться наибольшая мощность.

ΔR(Δt=25 C)=2,2*(1-exp(-0,0395*25))=1,38 кОм

R4 (45)= 3,58 кОм

Ррас=I^2*R4 => I= 0,12 мА

То есть ток через R4 не должен превышать 0,12 мА. Следовательно, тк R1+R2=R3+R4, Iист<0,24 мА.

При данном Rист, Iист= Uпит/Rист=3/160000=0,02 мА. Полученный ток удовлетворяет условию.

Далее находим какое изменение выходного напряжения даст нам изменение на 0,1 градуса.

ΔRt=Rноминальное*(1-exp(-ТКС*Δt))= 0,726 кОм

Rмоста (t=45)=3,19 кОм

Uпит. моста(t=45)= 2I*Rмоста(t=45)=0,02*3,19=0,064 В

Найдём токи отдельно в каждой ветви. В ветви с терморезистором:

I4=0,064/(3000+3580)=9,7 мкА

Аналогично ток через переменный резистор R2:

I2=10мкА

В таком случае:

ΔUмоста мах (Δt=10)=I2*R2-I4*R4(t=45)=0,00293 В

ΔUmax (Δt=0,1)= 0,00003 В=0,03 мВ

Далее необходимо рассчитать коэффицент усиления усилителя К140УД17. Мы знаем, что его Uпит = 3 В, Uвх мах=3 мВ. Uвых=1,95 В (тк Uпит = 3 В, а ~1 В падает на усилителе, подробнее см. расчёт АЦП), тогда коэффицент усиления по напряжению Ku будет равен:

Ku=1,95/0,00293=665,5

Rвх реального операционного усилителя должно быть порядка 10^6-10^7 Ом. Пусть Rвх = 1000 кОм по ряду Е24 номинальных сопротивлений, тогда Rос определяется из соотношения:

Ku=Rвх/Roc

Roc=Rвх/Ku=1000/665,5=1,5 кОм