Для измерительных преобразователей больших токов и напряжений характерным является наличие гальванической развязки высоковольтной или сильноточной стороны с низковольтной. Большинство этих устройств основано на импульсных преобразованиях типа модуляция-демодуляция. Схема, приведенная на рис. 3, состоит из передающей части, зоны оптической передачи и приемной части. Передающая часть содержит модулятор, с помощью которого входной аналоговый сигнал с измерительного шунта ИШ преобразуется в импульсный сигнал с модулированной шириной импульсов. Этот модулятор состоит из генератора напряжения треугольной формы на операционном усилителе DA1, компаратора DA2 и светодиода. Для установки в нуль и симметрирования компаратора служит резистор R1. На компаратор с генератора треугольных импульсов подается сигнал, имеющий частоту 2 кГц и двойную амплитуду 1 В. Этот сигнал сравнивается в компараторе с измеряемым напряжением Uвх. В результате сравнения на выходе компаратора получается ряд прямоугольных импульсов с шириной, модулированной в зависимости от значения входного напряжения. Этот сигнал в свою очередь управляет светодиодом оптопары VТ. С целью защиты светодиода от превышения допустимого значения обратного напряжения параллельно с ним на входе оптопары подключен встречно направленный диод VD. После преобразования в оптопаре VТ на выходе фототранзистора (слаботочная или низковольтная сторона) получается ряд импульсов, аналогичных ряду импульсов на первичной стороне. Этот ряд после демодуляции в низкочастотном фильтре (операционный усилитель DA3 интегрирующие цепи R11, С2 и R12, С3) поступает на выход в виде аналогового сигнала. К преимуществам схемы следует отнести хорошую линейность статических характеристик. Из сказанного следует, что в качестве Ч-А преобразователей используются фильтры низкой частоты. На рис. 3 приведена схема ФНЧ, достоинством которой является возможность глубокой регулировки выходного сигнала при малой погрешности преобразования сигнала.
2. Оборудование и приборы
Лабораторный макет изучения преобразователей “Аналог-частота” и “Частота-аналог” смонтирован на стативе унифицированного лабораторного стенда и содержит следующие элементы управления и контроля:гнезда “+15”,”-15” и 1 - для включения питания стенда от лабораторного двухполярного источника питания;гнезда “Uвх” - для подачи питания от второго источника тока при изменении величины входного напряжения А-Ч преобразователя;гнезда “F” и “ “ - для подключения частотомера при измерении частоты выходного сигнала А-Ч преобразователя и частоты входного сигнала Ч-А преобразователя;преобразователи А-Ч и Ч-А соединены последовательно;вольтметр PV1 - для измерения амплитуды входного сигнала А-Ч преобразователя и вольтметр PV2 - для измерения амплитуды выходного сигнала Ч-А преобразователя.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Изучить по методическим указаниям сведения из теории.
3.2. Подготовка макета к работе:
- подключить источники питания к макету;
- к клеммам “F” и “ “ подключить цифровой частотомер;
- подключить источники питания и частотомер к сети 220 В.
3.3. Исследование переходных характеристик А-Ч и Ч-А преобразователей:
- изменяя величину входного напряжения от нуля до 10 В с интервалом 1 В, измерить частоту выходного сигнала и записать в таблицу;
- для полученных значений частот преобразователя А-Ч зафиксировать величину выходного аналогового напряжения преобразователя Ч-А по вольтметру PV2;
- выключить источники питания и частотомер из сети 220 В;
- отсоединить источники питания от макета;
- по результатам измерений построить характеристики аналог-частота и частота-аналог для А-Ч и Ч-А преобразователей;
- сформулировать вывод о погрешности преобразования сигналов.
Содержание отчета
Наименование и цель работы,функциональные схемы А-Ч и Ч-А преобразователей,результаты исследований (графики А-Ч и Ч-А),письменные ответы на контрольные вопросы (по указанию преподавателя).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.