Разработка структурной схемы и описание работы устройства по структурной схеме

В ходе курсового проекта была разработана схема измерительного преобразователя, структурная схема которого представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема измерительного преобразователя.

В преобразователе можно выделить два измерительных канала: канал измерения напряжения на резисторе Rx (блоки ДУ, ФЧВ, Ф) и канал измерения тока (блоки ВУ, В и Ф).

Дифференциальный усилитель предназначен для усиления входного напряжения до максимально допустимого. Входное напряжение определятся как произведение входного тока I и полного сопротивления катушки индуктивности. Выход ДУ подключается к фазочувствительному выпрямителю (ФЧВ). ФЧВ служит для выделения полезного сигнала пропорционального напряжению на активном сопротивлении. Для работы ФЧВ необходимы управляющие импульсы, которые формируются из сигнала, пропорционального току, блоками УО (усилитель-ограничитель) и К (компаратор с положительной обратной связью). Фильтр нижних частот ФI предназначен для выделения постоянной составляющей из сигнала после выпрямления для последующей подачи на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

На входной усилитель (ВУ) подается напряжение, равное произведению входного тока I и сопротивления резистора Rш. Усилитель предназначен для усиления входного напряжения до максимально допустимого. Выходное напряжение усилителя подается на выпрямитель (В), который выполнен по схеме прецизионного выпрямителя. Сигнал с выхода выпрямителя подается на фильтр нижних частот ФII, предназначенный для выделения постоянной составляющей из сигнала после выпрямления для формирования опорного напряжения для АЦП.

АЦП предназначен для преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Выходной цифровой код АЦП в общем случае определяется выражением:

, (2.1)

где Uвх- входное напряжение АЦП,

Uоп - опорное напряжение АЦП,

n - разрядность АЦП.

Таким образом, если на вход АЦП подать сигнал пропорциональный напряжению на резисторе, а в качестве опорного напряжения использовать сигнал пропорциональный току через резистор, то после деления на АЦП, выходной цифровой код будет пропорционален измеряемому сопротивлению.

Для получения аналогового сигнала, пропорционального измеряемому сопротивлению используется ЦАП, который осуществляет обратное преобразование цифрового кода в аналоговый сигнал.

Формирователь выходного сигнала (ФВС) предназначен для формирования унифицированного сигнала (4-20мА) пропорционального измеряемому сопротивлению. Для получения такого необходимо перед ФВС поставить делитель напряжения ДН, на входы которого подать сигнал пропорциональный напряжению на резисторе и сигнал пропорциональный току через резистор.

Блок питания предназначен для подачи необходимых питающих напряжений на схему.

Другие стьтьи в тему

Разработка измерительного канала температуры на основе бесконтактных методов
Без грамотного построения измерительного канала невозможно построить систему автоматического регулирования и управления технологическим процессом (АСУТП). Данный курсовой проект дает возможность не только в теории, но на практике познать сущность проблемы проектирования измерительных ...

Разработка газолазерной головки для резки полимерных композиционных материалов
Полимерные композиционные материалы: основные типы Композиционные материалы (композиты) [1] - многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д. Сочетание разнородных в ...