
- •Могилёвский государственный университет продовольствия
- •Содержание
- •Введение
- •1 Теоретические сведения и методика расчёта
- •1.1 Назначение измерительных преобразователей сопротивления в ток
- •1.2 Состав ri-преобразователя
- •1.3 Характеристика входного сигнала
- •1.4 Нормирующий преобразователь
- •1.4.1 Состав нормирующего преобразователя
- •1.4.3 Формирователь опорного напряжения
- •1.4.4 Схема сигнализации
- •1.4.5 Анализ работы входной цепи
- •1.4.6 Анализ работы масштабирующего и суммирующего усилителей
- •1.5 Пример расчёта измерительной цепи нормирующего преобразователя
- •1.5.1 Исходные данные для расчёта
- •1.5.2 Расчёт входной цепи нормирующего преобразователя
- •1.5.3 Расчёт схем масштабирующего и суммирующего усилителей
- •1.6 Формирователь выходных сигналов
- •1.6.1 Состав формирователя выходных сигналов
- •1.6.2 Стабилизированный источник питания
- •1.6.3 Выходные каскады сигнализации
- •1.6.4 Схема гальванической развязки
- •1.6.5 Схема преобразования напряжения в ток
- •1.7 Искробезопасные цепи и элементы взрывозащиты
- •2 Задание на проектирование
- •2.1 Исходные данные
- •2.2 Варианты выполнения
1.6.3 Выходные каскады сигнализации
1.6.3.1 Выходные каскады сигнализации предназначены для управления исполнительными внешними устройствами.
1.6.3.2 На рисунке В.9 приложения В приведена схема выходных каскадов сигнализации, функционально разбитая на два идентичных канала: канал «MAX» (V1, H1, R25, F3) и канал «MIN» (V2, H2, R26, F4). Управляющие сигналы поступают на выходные каскады со схемы сигнализации нормирующего преобразователя. Светодиоды Н1 и Н2 вынесены на лицевую панель RI-преобразователя и индицируют срабатывание соответствующего канала. Предохранители F3 и F4 защищают оптоэлектронные реле V1, V2 от коротких замыканий по внешним цепям. Выходные каскады питаются напряжением 21 В от стабилизатора напряжения DA1.
1.6.4 Схема гальванической развязки
1.6.4.1 Схема гальванической развязки предназначена для гальванического разделения входной и выходной электрических цепей RI-преобразователя. Для искробезопасного исполнения RI-преобразователей гальваническая развязка реализуется с помощью трансформатора, для обычного исполнения гальваническая развязка может быть реализована путём применения оптоусилителей фирмы Analog Device.
1.6.4.2 Схема гальванической развязки приведена на рисунке В.10. приложения В Напряжение положительной полярности с выхода суммирующего усилителя нормирующего преобразователя поступает на схему гальванической развязки, состоящую из конденсаторов C9, C13, C15, полевых n - канальных транзисторов VT2, VT5, резисторов R11, R13...R15 и разделительного трансформатора TV1. На затворы полевых транзисторов VT1, VT2 с обмоток 7 – 8, 11 – 12 силового трансформатора TV2 через резисторы R11, R14 синхронно поступают модулирующие импульсы частотой около 23 кГц и амплитудой около 20 В. Сигнал, промодулированный транзистором VT2, передаётся с первичной обмотки трансформатора TV1 на вторичную, демодулируется транзистором VT5 и сглаживается П-образным фильтром С13, R15, С15, подавляющим коммутационные помехи. С конденсатора C15 сигнал положительной полярности напряжением от 0,4 до 2 В поступает на вход схемы преобразования напряжения в ток.
1.6.4.3 Моточные данные трансформатора TV1 приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 — Моточные данные трансформатора TV1
Данные обмоток |
|||
Номер Обмотки |
Номера выводов |
Число витков |
Диаметр провода |
I |
1 - 2 |
150 |
0,125 |
II |
3 - 4 |
150 |
0,125 |
Тип сердечника |
Сердечник замкнутый М2000НМ - 9 Ш4 – 4 ОЖ0.707.140 ТУ |
1.6.5 Схема преобразования напряжения в ток
1.6.5.1 Схема преобразования напряжения в ток приведена на рисунке В.11 приложения В. Она выполнена на базе микросхемы DA3 и транзисторов VT6, VT7 по схеме управляемого напряжением источника тока с незаземлённой нагрузкой. В состав схемы преобразования напряжения в ток входят также диоды VD15, VD18...VD20, конденсаторы C14, C17, C19, C20 и резисторы R16...R24.
1.6.5.2 Напряжение, пропорциональное измеренному сигналу, с конденсатора C15 схемы гальванической развязки поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя DA3, с выхода которого сигнал подаётся на усилитель мощности, собранный на каскадной транзисторной паре VT6, VT7. Ток с выхода усилителя мощности протекает через диоды VD19, VD20, внешнюю нагрузку, резистор отрицательной обратной связи R23 и стабилитрон VD15. Внешняя нагрузка подключается к контактам 10, 11 соединителя XP1. Конденсатор С20 снижает уровень помех во внешней нагрузке, наводимых импульсным источником питания. На стабилитроне VD15 и конденсаторе С14 выполнен «искусственный нуль» снижающий синфазные помехи. Напряжение обратной связи с резистора R23 через резистор R17 поступает на инвертирующий вход микросхемы DA3. Цепь С17, R17 устраняет возбуждение операционного усилителя DA3.
1.6.5.3 Для визуального контроля выходного тока на лицевую панель RI-преобразователя выведены гнёзда XS1 и XS2, подключённые параллельно диодам VD19, VD20. Падение напряжения на миллиамперметре, подключаемом к этим гнёздам, должно быть меньше порогового напряжения открывания этих диодов.