2 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОЛЬТМЕТРА
Заданное время измерения Ти равно 1с. Следовательно, время первого такта интегрирования составит:
Т1=Ти/2=1/2=0.5с.
С целью наибольшего подавления помех нормального вида с частотой сети интервал интегрирования Т1 выбираем кратным периоду сетевой помехи. Т.о. Т1=0.04с.
Используя делитель напряжения, на вход интегратора будет поступать напряжение не более 1В. Для обеспечения заданной точности измерения (0.003%), входное напряжение должно измеряться с точностью 0,000003В. Следовательно цифровой индикатор должен быть семиразрядный.
Исходя из этого, и учитывая запас погрешности на попадание счётных импульсов в границы длительности импульса второго такта интегрирования принимаем, что один импульс, поступивший на счетчик, соответствует 0.000001В. Значит одному вольту измеряемого напряжения соответствует 1000000 импульсов. Так как максимальное время измерения (tx=t2-tl) равно Т1 и равно 0.04с, то частота импульсов поступающих с генератора на счётчик равна:
F=1000000 / 0.04=25000000 Гц = 25 МГц
Частота переключений электронного переключателя с измеряемого напряжения на опорное:
Fynp=l/0.08=12.5 Гц.
3 СХЕМОТЕХНИКА УЗЛОВ ВОЛЬТМЕТРА
3.1 Делитель напряжения
Так как динамический диапазон входного напряжения интегратора ограничен и гораздо меньше измеряемого напряжения, то во входной цепи вольтметра необходимо применить делитель напряжения. Делитель напряжения предназначен для понижения входного напряжения и расширения предела напряжения. Коэффициенты деления напряжения делителя будут равны 1, 10, 100, 1000. Таким образом, получим поддиапазоны измерения напряжения -1..0В, -10..0В, -100..0В, -1000..0В. Напряжение на входе интегратора не будет превышать 1В, Расчёт делителя заключается в определении номиналов входящих в него резисторов, с учётом получения входного сопротивления не менее 10 МОм.
Произведем расчет значений номиналов сопротивлений:
где
В; 
В; 
В; 
В; 
В
Примем
значение 
МОм, тогда 
МОм; 
КОм; 
КОм;
Таким образом суммарное сопротивление делителя
МОм
В качестве R1, R2, R3 и R4 используем прецизионные резисторы типа С5-60 мощностью 0.25 Вт и с допуском 0.001% с предельным рабочим напряжением 250В, что обеспечит необходимый запас прочности по напряжению. Из ряда Е192 подбираем окончательно значения сопротивлений резисторов делителя.
Суммарная максимальная погрешность делителя составляет
Принципиальная схема делителя приведена на рисунке 3.1. В качестве переключателя пределов измерения входного напряжения использован галетный переключатель ПГ4-ЗП6Н-КТ [9] на четыре положения.
Рисунок 3.1 – Схема делителя напряжения.
3.2 устройства индикации перенапряжения и полярности
Схема устройства индикации перенапряжения и полярности приведена на рис.3.2. Устройство состоит из двух компараторов К554САЗ и двух светодиодов АЛ341 - DA1, DA2 и VD1,VD2 соответственно. На DA1 собрано устройство индикации перенапряжения, а на DA2 устройство индикации полярности. На инвертирующий вход DA1 подаётся опорное напряжение 1В, на неинвертирующий вход измеряемое напряжение поступающее с входного делителя. Если входное напряжение превысит 1 В, то на выходе компаратора появится высокий уровень и светодиод VD1 загорится. Опорное напряжение 1В получим от источника питания плюс 5В с помощью резистивного делителя Rl, R2 номиналами 3.9 кОм и 1 кОм соответственно. Инвертирующий вход DA2 соединен с общей шиной вольтметра. На неинвертирующий вход поступает измеряемое напряжение. Если входное напряжение будет иметь отрицательную полярность, то компаратор переключится, на его выходе будет низкий уровень (-Uпит) и светодиод VD2 загорится. Микросхема К554САЗ выбрана на основе [2], а светодиод АЛ341 на основе [3].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.