Преобразователь приращения сопротивления в ток, страница 2

Вывод зависимости выходного тока от измеряемого сопротивления:

;

 à источник напряжения V3.

В итоге:

.

Где I_n – выходной ток, R₁ – измеряемое сопротивление.

5.       Расчет погрешностей.

1)         Расчет погрешностей от допусков и ТКС резисторов

Таблица 2.                                         Таблица 3.                                Таблица 4.

Значение	Допуск, %
R2(0)=1 кОм	0,5 %
R2(1)=10 Ом	0,5 %
R2(2)=110 Ом	0,5 %

Значение	Допуск, %
R6=1 кОм	0,5 %
Rg=5,49 кОм	1 %
R= 10 кОм	0,5 %

.

Для R2(0), R3, R4, R5, R6:.            

Для R2(1):.  Для R2(2):.

Для R_g:.  Для R:.  

2)         Расчет погрешностей от ТКС резисторов:

; .

ТКС, : в диапазоне температур от +20 до +155 =(50)

                              в диапазоне температур от -60 до +20 =(150).

Для R_g ТКС, : в диапазоне температур от +20 до +155 =(100)

                                          в диапазоне температур от -60 до +20 =(300).

Диапазон температур преобразователя: .

                                    Для :

                                    Для :

Для R2(0), R3, R4, R5,R6: .

Для R2(1):.  

Для R2(2): .

Для R_g: .  

Для R: .  

Расчет относительной погрешности для выходного тока:

Номинальный ток:

Ток с учетом погрешностей :

                                                                                      .

Номинальный ток при ():

 

Номинальный ток при ():

Номинальный ток при ():

Погрешности от допусков сопротивлений:

Погрешность, вносимая допуском R₂:

         а)            при ():

           

         б)           при ():

           

                       

Погрешность, вносимая допуском R₃:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая допуском R₄:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая допуском R₅:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая допуском R₆:

         а)            при (): 

         б)           при ():

Погрешность, вносимая допуском R_g:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая допуском R:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешности от ТКС сопротивлений:

Погрешность, вносимая ТКС R₂:

а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая ТКС R₃:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая ТКС R₄:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая ТКС R₅:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая ТКС R₆:

         а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность, вносимая ТКС R_g:

         а)            при ():  

         б)           при ():

Погрешность, вносимая ТКС R:

         а)            при ():

         б)           при ():

2)         Погрешность, вносимая источником тока REF200:

Допуск: 0,25%. Температурный дрейф, : 25.

 .

Влияние на выходной ток:

Допуска источника тока

а)            при ():

         б)           при ():

Температурного дрейфа источника тока

а)            при ():

         б)           при ():

3)      Погрешности, вносимые усилителями AD620A и ALD1702DA

Погрешности, вносимые AD620A:

         Погрешность от ЭДС смещения  (и её температурного дрейфа ). С учетом этой погрешности, к неинвертирующему входу усилителя прикладывается напряжение

.

=30мкВ; =0,3 .

а)            при ():

         б)           при ():

Погрешность от входного тока.

Входной ток: 0,5 пА.

С учетом этой погрешности, к неинвертирующему входу усилителя прикладывается напряжение

.

а)            при ():  

         б)           при ():

Погрешность от коэффициента усиления:

При G=10: допуск – 0,15%; температурный дрейф – (-50) .

а)            при ():  

         б)           при ():

Погрешности, вносимые ALD1702DA:

         Погрешность от ЭДС смещения  (и её температурного дрейфа ) и входного тока. С учетом этой погрешности, к неинвертирующему входу усилителя прикладывается напряжение

.

   =0,9мВ; =7 ; Входной ток: 1 пА.

а)            при ():  

         б)           при ():

Суммарная погрешность, оказываемая на выходной ток:

а)         при ():  

Или в процентах: .

б)         при ():

Или в процентах:

Таким образом, максимальная погрешность преобразователя составляет .

Выходной ток:

Или

6.       Перечень элементов

Позиционное обозначение	Наименование	Количество	Примечания
Микросхемы
X1	AD620A	1	=30мкВ;=0,3. Входной ток: 0,5 пА.
X2	ALD1702DA	1	=0,9мВ; =7 ; Входной ток: 1 пА.
X3	AD825AR-15	1	=1мВ; =10 ; Входной ток: 15 пА.
Резисторы
Rg	С2-29-0.125-1%-5.49К	1	ТКС, : в диапазоне температур от +20 до +155 =(100); в диапазоне температур от -60 до +20 =(300).
R2(1)	С2-33Н-0.25-0,5%-10	1	ТКС, : в диапазоне температур от +20 до +155 =(50); в диапазоне температур от -60 до +20 =(150).
R2(2)	С2-33Н-0.125-0,5%-110		------||------
R2(0),R3-R6	С2-33Н-2-0,5%-1.0К	5	------||------
R	С2-33Н-0.25-0,5%-10К	1	------||------
Источники
I1	REF200	1	Допуск: 0,25%. Температурный дрейф = 25 .

7.       Принципиальная схема преобразователя.

Рис.11. Работа преобразователя при приращении входного сопротивления на 10 Ом.

Рис.12. Работа преобразователя при приращении входного сопротивления на 100 Ом.

8.       Список литературы.

1.         Рекомендации к выполнению лабораторной работы №1. Источники тока. АВТФ, 2005-2006 учебный год. Составитель: Квеглис С.В.

2.         Курс лекций по электронике. Преподаватель: Каспер А.Э. 2004-2005 учебный год.

3.         Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.-2-е изд., перераб и доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр.отд-ние, 1988.-304 с.: ил.