Электроника и микропроцессорная техника: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и расчетно-графической работе, страница 5

Для выделения полезного сигнала частотой  из смеси частот в напряжении  установлен полосовой частотный фильтр ПЧФ, настроенный на частоту . Поэтому действующее значение выходного напряжения ПЧФ

,                               (4.5)

где  - коэффициент передачи ПЧФ,

        - действующее значение напряжения .

Для отображения информации в аналоговой форме при помощи измерительного прибора ИП (прецизионный вольтметр постоянного тока), или для преобразования информации в цифровую форму при помощи АЦП для передачи ее в микропроцессор МП, напряжение  необходимо преобразовать в постоянное напряжение. С этой целью установлен прецизионный выпрямитель ПВ, среднее выпрямленное значение напряжения  на его выходе

,                                              (4.6)

где 0,45 – коэффициент преобразования.

При помощи усилителя У3 напряжение  усиливается до значения .

Шкала измерительного прибора ИП

,                                             (4.7)

где .

Варианты заданий

Построить градуировочный график прибора по уравнению .

5. Устройство защиты  емкости от переполнения жидкостью

Это, по сути дела, задача измерения уровня жидкости в емкости, но не во всем диапазоне изменения уровня, а в ограниченном диапазоне, примыкающем к допустимому уровню. В таком случае устройство защиты становится универсальным, пригодным для емкостей самых различных габаритов. В устройстве используется поплавковый плунжерный датчик, в котором ферромагнитный сердечник (плунжер) перемещается внутри обмотки возбуждения при помощи поплавка.

Блок-схема устройства защиты приведена на рис. 5.1.

Плунжерный датчик ПД преобразует перемещение плунжера , т.е. изменение уровня жидкости в емкости, в пропорциональное ему действующее напряжение   датчика

,                                                (5.1)

где g- коэффициент преобразования.

Датчик ПД питается переменным током  для создания в нем переменного магнитного поля заданной частоты . Для этого в устройстве защиты установлен генератор ГС, генерирующий синусоидальное напряжение  частотой . Для обеспечения заданной величины действующего тока  установлен усилитель мощности УМ1.

Напряжение  на выходе датчика ПД усиливается усилителем У до необходимой расчетной величины

,                                                (5.2)

где  - действующее значение напряжения  на выходе усилителя У,

 - коэффициент усиления усилителя У,

 - действующее значение напряжения  на выходе датчика ПД.

В устройстве защиты установлен задатчик ЗД, при помощи которого устанавливается допустимый уровень заполнения емкости жидкостью, то есть напряжение  задатчика соответствует , т.е. соответствует . Но  - это действующее значение переменного напряжения , а  - это напряжение постоянного тока. Поэтому их сравнивать невозможно. Для сравнения необходимо напряжение  преобразовать в среднее значение , пропорциональное действующему значению . С этой целью в устройстве защиты установлен прецизионный выпрямитель ПВ. Постоянное напряжение  на его выходе

,                                        (5.3)

где  - коэффициент преобразования.

Следовательно,

.                                (5.4)