Разработка устройства, измеряющего реактивную составляющую полной мощности, страница 4

Выбираем по ряду:

R₄: С2-29В-0,125 – 10 кОм ±0,5%

R₁, R₂, R₃: С2-29В-0,125 – 30 кОм ±0,5%

Чтобы исключить влияние входного тока операционного усилителя на точность показаний прибора, необходимо подключить неинвертирующий вход операционного усилителя подключить через резистор R₅ к общему проводу.

Выбираем по ряду Е24: R₅: МЛТ-0,125 – 5,1 кОм ±5%;

3.4. Расчёт выпрямителя.

Рисунок 11. Принципиальная схема выпрямителя.

Выбираем по рядуЕ24: R: МЛТ-0,125 – 10 кОм ±5%

Выбираем диоды: VD1 и VD2: КД522Б.

3.5. Расчёт фильтра.

Рисунок 12. Принципиальная схема фильтра.

Применим время установки t = 2,5 с, коэффициент передачи К = 1,0 коэффициент пульсаций на выходе фильтра δ_Ф = 0,05%.

Проведём расчёт числа звеньев выпрямительного фильтра:

С помощью справочных таблиц, по наиболее близким значениям выбираем n = 2. Проведём расчёт элементов фильтра:

Выбираем С: К-10-9-25В – 0,1 мкФ ±20%

Выбираем по ряду: R₁ = R₂: МЛТ-0,125 – 130 кОм ±5%

3.6. Разработка и расчёт интегрирующего устройства.

Рисунок 13. Временная диаграмма работы ПНЧ.

Схема работает в два такта. В первом такте интегрируется входное и опорное напряжение за фиксированный промежуток времени, о втором такте интегрируется водное напряжение:

Произведём расчёт схемы:

Пусть U_ВХ = 0…10 В, U_ОП = 10 В, f_MAX = 10 кГц, тогда:

m – часть, которую составляет t_U от периода.  Выбираем I₀ = 1 мА

Преобразователь напряжение –частота реализуем при помощи интегральной микросхемы АЦП К1108ПП1.  Выберем типовую схему подключения для микросхем К1108ПП1 в режиме преобразования положительного напряжения 0-10В в частоту в диапазоне 0-10кГц.

Схема подключения микросхемы приведены на рисунке 14.

Некоторые параметры микросхемы К1108ПП1:

Номинальные напряжения питания:  Uпит = ±15В.

Ток потребления от положительного и отрицательного источников питания при Uпит1=+15,75В; Uпит2= - 15,75В; Uвх = 0,1В; не более: при Т=+25°С    -   6мА;   при  Т=-10°С и +70°С   -   7мА;

Абсолютная погрешность преобразования АЦП в конечной точке шкалы при Uпит1=14,25В;  Uпит2=-14.25В;  Uвх=10В;                                                        I°вых=8мА;  Т= -10°С и +70°С                             ±10%  

Выбираем следующие элементы:

С3: : К50-3А- 22 мкФ ±20% - 25В;  С4: К10-17 – 3,6 мкФ ±5%

С5 = С6: К10-17 – 0,1 мкФ ±5%;    R51(на схеме) МЛТ-0,125 – 40,2кОм ±5%

R51( на рисунке)МЛТ-0,125 – 1,5 кОм ±5%   R52: МЛТ-0,125 – 1 кОм ±5%

VD3: КД503;   VT1: КТ315Г

Рисунок 14.Схема подключения микросхемы К1108ПП1.

3.7 Определение разрядности счётчика.

Выбираем микросхему К561ИЕ16

3.8 Расчёт делителя частоты.

Делитель частоты обеспечивает деление выходной частоты преобразователя напряжение-частота с целью обеспечения заполнения отсчётного устройства за время полного заполнения t_ПЗ.

Количество декад отсчётного устройства:

P_НОМ = U_НОМ · I_НОМ = 1100 Вт

Причём время полного заполнения равно одному году:

t_ПЗ = 365 · 24 · 60 = 525600 мин.

t_ПЗ = 8760 час.

W = 1100 · 8760 = 9636 кВт/час

W_З = 9636 · 3 = 28908 кВт/час

Число отсчётных декад , то есть используем 6 декад при отсчётной единице 0,1 кВт.

Выходная частота ПНЧ f = 10·10³ Гц

Коэффициент деления делителя:

Рисунок 15. Принципиальная схема делителя частоты.

В качестве делителя применим микросхему программируемого счётчика К564ИЕ15 с коэффициентом деления равным:

N = M · (1000 · P₁ + 100 · P₂ + 10 · P₃ + P₄), где М – модуль счёта (КА, КВ, КС),

P₁ – множитель тысяч (J₂…J₄),

P₂ – множитель сотен (J₁₃…J₁₆),

P₃ – множитель десятков (J₉…J₁₂),

P₄ – множитель единиц (J₅…J₈).

Младшему разряду соответствует младший индекс J.

Разобьем K_ДЕЛ на промежуточные коэффициенты деления:

K_ДЕЛ = K_ДЕЛ1 · K_ДЕЛ2

K_ДЕЛ = 4096 · 2665 = 10917030

В качестве делителя на 4096 применим микросхему делителя К651ИЕ10.

Цепочка R₁, C₁ формирует сигнал начального сброса при включении питания схемы на выводах двоичных счётчиков DD1, DD2, DD3.