Разработка устройств на основе микропроцессорной техники на примере проектирования электромагнитного расходомера

Страницы работы

44 страницы (Word-файл)

Фрагмент текста работы

поступающего на сигнальный вход и опорное напряжение АЦП.  Это обычные многопетлевые фильтры Чебышева. Произведём расчёт фильтра на частоту 50 Гц.

Выберем коэффициенты B и C.

Определим номиналы конденсаторов.

Зададимся C6=10/f=0,2 мкФ=С9. 

Тогда C7=39 нФ=С10

Вычислим значение сопротивлений :

R14=16 кОм = R31               R13=13 кОм = R30                  R12=16 кОм = R29

Выберем ОУ DA8 и DA16  типа 544УД2.

Определим уровень постоянной составляющей в сигнале после ФЧВ. После ФЧВ сигнал имеет форму однополупериодного выпрямителя.

Зададимся

Разложение в ряд Фурье

 

Для реализации сглаживающих фильтров выберем следующие элементы:

R14, R31

; 16 кОм

R13, R30

; 13 Ом

R12, R29

; 16 кОм

DA8, DA16

; 544УД2

C6, C9

; 0,2 мкФ

C7, C10

; 39 нФ

C12

; 1 мкФ

R33

; 2 МОм

R32

; 680 кОм

DA18

; К401УД2

Расчёт фазосдвигающего устройства (ФСУ).

рис. 4.8 Принципиальная схема фазосдвигающего устройства с формирователем управляющих напряжений.

Для управления фазочувствительным выпрямителем ФЧВ его управляющие импульсы необходимо сдвинуть на 900 относительно импульсов поступающих с выхода дополнительной обмотки. Сдвиг на 900 осуществляется с помощью фазосдвигающего устройства собранного на микросхеме DA9.однако для управления ФЧВ необходимы прямоугольные импульсы с крутыми фронтами, которые формируются на операционных усилителях DA10 , DA11 являющиеся усилителем-ограничителем и компаратором.

Усилитель - ограничитель и компаратор собраны по стандартной схеме на микросхемах DA10 , DA11. На операционном усилителе DA10 собран усилитель - ограничитель. Он предназначен для получения крутых фронтов из входного напряжения и ограничения его до уровня приблизительно 0,6В.

Выбираем:

R18=27 кОм;

VD6, VD7 - КД521

Дальше стоит компаратор DA11 с дозированной положительной обратной связью для получения прямоугольных импульсов амплитудой 15 В, предназначенных для управления фазочувствительным выпрямителем ФЧВ. Резисторами R19 , R20 задаётся порог срабатывания компаратора. Выбираем резисторы:

R19=300 кОм;

R20=130 Ом;

При этом порог срабатывания компаратора будет равен 5 мВ. В качестве DA10 выбираем быстродействующий операционный усилитель 544УД2 , имеющий скорость нарастания выходного сигнала 20 В/мкс. Диод VD10 на выходе компаратора необходим для следующих целей: т.к. микросхема DA17 содержащая в себе аналоговые ключи управляется только положительными импульсами а , с выхода компаратора поступают разнополярные импульсы , что и делается с помощью диода VD10 КД523.

Формула выходного напряжения фазосдвигающего устройства имеет вид:

Передаточная функция этого звена имеет вид:

где T=R16*C8

т.е. коэффициент передачи этого звена равен единице.

      ;     

- это в том случае если постоянная времени

где -частота на которой работает фазовращатель , следовательно:

выбираем С8=6,2 nF тогда R16 определяется:

Для фазосдвигающего устройства в качестве DA9 используем операционный усилитель 542УД12. Для усилителя ограничителя и компаратора выберем следующие элементы:

R15, R16

; 510 кОм

R17

; 300 кОм

R18

; 27 кОм

R19

; 300 кОм;

R20

; 130 Ом

VD6,VD7

; КД521A

DA9,DA10,DA11

; 544УД2А

VD10

; КД521А

 Расчёт инвертора.

рис. 4.8 Принципиальная схема инвертора.

Для инвертирующего устройства в качестве DA12 используем операционный усилитель 544УД2. Для усилителя выберем следующие элементы:

R21

10 кОм

R22

10 Ом

DA12

544УД2А

Расчёт выпрямителя.

рис. 4.9 Принципиальная схема выпрямителя.

Выбираем:

R23= R25= R26 = 10 кОм;

VD6, VD7 - КД521

При R24= R23*2 = 20 кОм и R28= 150 кОм  R27= 10 кОм выпрямитель имеет коэффициент усиления равный 1000 и он выполняет двухполупериудное усиление.

Для выпрямителя в качестве DA13, DA14, DA15 используем операционный усилитель 1401УД2 и диоды КД522А. Выберем C11=1 мкФ.

R23, R25, R26

; 10 кОм

R24

; 20 кОм

R28

; 150 кОм

R27

; 10 кОм

DA13,DA14,DA15

; 1401УД2

VD8,VD9

; КД522А

C11

; 1 мкФ

Оценка погрешностей аналоговой части.

По условию поставленной задачи разрабатываемые весы должны эксплуатироваться в температурном диапазоне от 5 до 40 С°. При этом, погрешность, вносимая температурным влиянием не должна превышать 0,5% на 10 С°, т.е. 1.75%. Помимо этого погрешность вносимая разбросом применяемых элементов не должна превышать 0,2%. Суммарная погрешность, таким образом не должно выходить за 1.95%.

В приборе применяются резисторы С2-29В постоянные непроволочные мощность рассеяния от 0.062 до 2 Вт. Температурный коэффициент для них следующий: 50×10-6 1/10С°

На коэффициент передачи входного преобразователя температурный дрейф напряжения смещения и разброс номиналов резисторов от температуры не окажет влияния.

Температурный дрейф напряжения смещения на фильтре усилится

Похожие материалы

Информация о работе