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

Расчет супергетеродинного приемника в диапазоне средних волн
Изобретение радиосвязи великим русским ученым А.С. Поповым в 1895 г. одно из величайших открытий науки и техники. В 1864 г. английский физик Максвелл теоретически доказал существование электромагнитных волн, предсказанное еще Фарадеем, а в 1888 г. немецкий ученый Герц эксперимент ...

Разработка системы управления акустической системы 5.1 на микроконтроллере AVR
Микропроцессоры и производные от них - микроконтроллеры - являются широко распространенным и при этом незаметным элементом инфраструктуры современного общества, основанного на электронике и коммуникациях. Исследования, проведенные в 2008 году, показали, что в каждом доме незаметно дл ...