38. Активные мостовые схемы на основе одного оу и повышенной чувствительности

Мостовая схема на основе одного ОУ и повышенной чувствительности схема представлена на рис. 10.3.

Рис.10.3. Активная мостовая схема на основе одного ОУ с повышенной чувствительностью

Здесь, как и прежде, цифрами указаны позиции, на которые устанавливается чувствительный элемент. Найдём выходное напряжение схемы при условии, что чувствительный элемент установлен на позицию 1.

.Проводя вычисления, можно получить: .

Обеспечив значительную чувствительность, выполним неравенство , с учётом чего можно записать:

; ; ; .Из полученных выражений видно, что чувствительность рассмотренной измерительной схемы в раз выше, чем предыдущей. В остальном, данная схема не отличается от предыдущей. В сущности, это аналог просто мостовой. Однако, всем этим схемам свойственна нелинейность.

39. Активные мостовые схемы с использованием двух оу

Использование двух ОУ позволяет уменьшить уровень синфазной составляющей на входе ОУ и в ряде случаев устранить нелинейность. На рис.10.4. представлена схема с применением двух ОУ. ОУ1 работает как усилитель с параллельной ООС, при этом потенциал точки . В результате потенциал тоже близок к 0. Усилитель ОУ2 с последовательной обратной связью работает при низких уровнях синфазной составляющей с коэффициентом усиления .

Рис.10.4. Активная мостовая схема на основе двух операционных усилителей, с выходным усилителем с последовательной обратной связью

Выражения для выходных напряжений в зависимости от положения чувствительного элемента можно найти в следующем виде:

; ;

;

.

Из приведённых соотношений видно, что при установке чувствительного элемента во второе положение измерительная схема не содержит нелинейности.

40. Активная мостовая схема на основе двух оУи выходным усилителем с параллельной ос

На выходе можно использовать и усилитель с параллельной ОС так, как это показано на рис.10.5.

Рис.10.5. Активная мостовая схема на основе двух операционных усилителей с выходным усилителем с параллельной обратной связью

В данной схеме потенциалы и , т. е. отсутствует синфазная составляющая на входах ОУ1, ОУ2. Находя выходное напряжение схемы в зависимости от позиции чувствительного элемента, можно получить следующие выражения:

;

;

;

.

Из полученных выражений видно, что в данной схеме линейная характеристика преобразования, также как и в предыдущей, получается в случае, если чувствительный элемент установлен во второй позиции.

Общим недостатком рассмотренных схем с использованием двух ОУ является то обстоятельство, что в случае их линейности чувствительный элемент установлен в цепи ООС ОУ1. Это не всегда удобно. Дело в том, что к инвертирующему входу и выходу ОУ подключаются паразитные ёмкости линии связи. При этом высока вероятность того, что ОУ1 может возбудиться, т. е. могут возникнуть высокочастотные колебания, ОУ1 становится неустойчивым. Желательно выстраивать измерительную схему таким образом, чтобы ЧЭ не устанавливался в цепи обратной связи усилителя. На рис.10.6 представлена измерительная схема с линейным выходом и ЧЭ, не включённым в обратную связь ОУ1 или ОУ2.

41. Активная мостовая схема на основе 2-х оу и выходным усилителем с комбинированной обратной связью. Расчетные соотношения.

Сущность работы схемы заключается в том, что потенциалы точек и с помощью ОУ1 и ОУ поддерживаются на нулевом уровне. В результате, токи через резисторы и определяются только их номиналами и напряжением питания E. Напряжение U определяется током через резистор .

,и сопротивлением .

.

Выходное напряжение определяется разностью токов через резисторы и .

,

а выходное напряжение равно:

.

Из последнего выражения видно, что для получения линейной характеристики необходимо, чтобы значение сопротивления резистивного чувствительного элемента не входило в знаменатель полученного выражения. Откуда видно, что это только резистор .

На основе последнего выражения можно получить, как и раньше, выражения для выходного напряжения в зависимости от позиции чувствительного элемента.

;

;

;

.

Схема выгодно отличается от предыдущих тем, что ЧЭ не установлен в ООС ОУ и, тем самым, является более предпочтительной.