Расчет принципиальной схемы источника питания датчика, страница 5

Устройство корнеизвлечения строим на интегральном перемножителе аналоговых сигналов ИМС 525ПС2 , которая осуществляет четырехквадрант-ное перемножение по формуле U_Z=k_*U_X*U_Y и имеет следующие характерис-тики :

Входные напряжения U_X и U_Y , В : 10 В ;

Выходное напряжение U_Z , В : 10 В ;

Значение коэффициента k : 0,1 ;

Напряжение питания , В : 15 В ;

Нелинейность перемножения в рабочем диапазоне , не более : 0,1% ;

Данная микросхема имеет встроенный ОУ и является неинвертирующей ( т.к. непосредственно внутренний перемножитель имеет отрицательный коэффициент передачи и внутренний ОУ включен как инвертирующий усилитель) .

Рис.13. Схема включения 525ПС2 в режиме извлечения

 квадратного корня

На рис.13 приведена схема включения ИМС 525 в режиме извлечения квадратного корня . Рассмотрим некоторые особенности включения данной ИМС . При данном включении  напряжение Uz может быть только положи-тельным , т.к. при отрицательном значении U_Z схема выходит из линейного режима работы , т.к. выходной ОУ входит в насыщение . Эффект запирания наблюдается из-за того, что напряжение на выходе квадратора всегда одного знака и не зависит от полярности входного сигнала . Так для микросхемы 525ПС2 напряжение на выходе квадратора (т.е. на входе встроенного ОУ) всегда имеет отрицательный знак и при отрицательном входном напряжении и при положительным . Рассмотрим приведенное включение ОУ : на прямом входе встроенного ОУ – нуль , т.к. прямой вход ОУ подключен к «земле» . При работе ОУ в линейном режиме необходимо , чтобы на инверсном входе ОУ также был нуль . Данное равенство возможно лишь в случае положитель-ного значения напряжения Uz . Можно записать при условии равенства номиналов встроенных резисторов , равенства входного тока ОУ нулю и равенства токов Iг и Iос :

Uкв = - Iг*Rвн ; 

Uz   =  Iос* Rвн ;

из чего следует равенство  Uz = -Uкв . Учитывая , что Uкв = - k*Ux*Uy , можно записать Uz =  k*Ux*Uy . А т.к. Ux и Uy являются выходным напря-жением ОУ и Ux = Uy = Uвых , то следует равенство для выходного напряже-ния корнеизвлекающего устройства : Uвых =  . Так как напряжение подается на два входа перемножителя одновременно, то для настройки АПС на минимальную погрешность в режиме извлечения корня достаточно всего два внешних переменных резистора ( т.к. регулировкой одного резистора по входу возможно убрать ошибку от напряжения смещения по другому входу тоже ) . Поэтому на схеме на рис.  отсутствует переменный резистор на входе Y_СМ) . Максимальный входной сигнал схемы корнеизвлекающего устройства  Uz равен 10 В , при k = 0.1 максимальный выходной сигнал равен 10 В .

Блок отображения информации об интегральном расходе теплоносителя на шестиразрядном индикакторе .

По заданию курсового проекта нам необходимо индицировать интегральный расход ( т.е. накопление во времени ) теплоносителя на шестиразрядном индикаторе типа АЛС . Выходной сигнал корнеизвлека-ющего устройства – напряжение 0..10 В , несущее информацию о мгновен-ном расходе теплоносителя . Для осуществления индикации интегрального расхода теплоносителя необходимо произвести преобразование сигнала из аналоговой в цифровую форму с последующим накоплением и индикацией результата преобразования .

Для преобразования аналогового сигнала в цифровую форму с последу-ющим накоплением результата преобразования применим преобразователь   « напряжение – частота » для получения последовательности импульсов , далее количество импульсов , пропорциональное выходному напряжению корнеизвлекающего устройства , подсчитываем двоично-десятичными счет-чиками . Данные о интегральном расходе несет информация на выводах дво-ично-десятичных счетчиков , индицируемая на шести семисегментных инди-каторах типа АЛС324А .

Преобразователь выходного напряжения квадратора в частоту .

В качестве преобразователя выходного напряжения квадратора в частоту используем ИМС КР1108ПП1 , которая выполняет функции преобразователя