Информационный преобразователь переменного напряжения. Функциональная схема информационного преобразователя переменного напряжения

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ  БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

им. П.О.Сухого

Кафедра "Промышленная  электроника"

Методические указания по выполнению типового расчета №2

по дисциплине “Преобразовательная техника”

для студентов дневного отделения

факультета автоматики и электромеханики

специальности Т.07.02.01 “Промышленная электроника”

Утверждено на заседании кафедры ПЭ

__________1997г.

Гомель, 1997

УДК - 621.314.2

Разработали:         

Рецензент:             

Рекомендовано кафедрой “Промышленная электроника”

и методической комиссией ГПИ им. П.О.Сухого

Гомельский   политехнический

институт им. П.О.Сухого, 1997

ТИПОВОЙ  РАСЧЕТ

(часть II)

“Информационный преобразователь переменного напряжения”

Типовой расчет  проводится с целью приобретения студентами навыков по анализу и расчету схем измерительных преобразователей.

Задачей типового расчета является анализ и расчет заданных типовых схем информационного преобразователя переменного напряжения (ИППН), определение параметров и выбор элементов, обеспечивающих работоспособность схем и заданное качество выполняемых преобразований, составление полной принципиальной схемы ИППН.

1.ЗАДАНИЕ

Для показанной на рис.1.1 функциональной схемы в соответствии с техническими требованиями, указанными в таблице вариантов (номер варианта выдается преподавателем):

- провести анализ и рассчитать принципиальные схемы генератора (Г), преобразователей напряжение-ток (ПНТ1 и ПНТ2), измерительного усилителя (ИУ), фазосдвигающего устройства (ФСУ), фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ), формирователя управляющего напряжения (ФУН), измерительного выпрямителя (ИВ), сглаживающих фильтров (Ф1 и Ф2) ИППН, корректируя при необходимости их типовые схемы (рис.1.2¸1.18).

- составить полную принципиальную схему информационного преобразователя переменного напряжения (ИППН).

Рис.1.1 Функциональная схема информационного преобразователя

переменного напряжения

Краткое описание функциональной схемы ИППН

Физическая величина X объекта  измерения  (ОИ)  воздействует  на чувствительный элемент  (ЧЭ) - датчик,  питаемый переменным током Iвх, - и преобразуется этим ЧЭ в пропорциональную составляющую его полного выходного сигнала Uв. Ток Iвх подается на ЧЭ с выхода преобразователя напряжение-ток (ПНТ1), на вход которого поступает синусоидальный сигнал частоты f от генератора (Г). Напряжение Uв частоты f, снимаемое с датчика, содержит, кроме полезной, также паразитную квадратурную составляющую. Для выделения из сигнала датчика полезной составляющей в схему ИППН включен фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ). Его опорное напряжение (Uоп) должно находится в фазе с полезным  сигналом, что обеспечивается формированием Uоп от сигнала питания датчика, предварительно сдвинутого на необходимый угол фазосдвигающим устройством (ФСУ). Измерительный усилитель (ИУ), кроме усиления, согласует выход датчика со входом ИППН и подавляет напряжение помехи общего вида Uпо. Преобразователь напряжение-ток (ПНТ2) и измерительный выпрямитель (ИВ) используются для получения выходных унифицированных сигналов ИППН в виде тока (Iнорм - пропорционален воздействию физической величины на объект измерения) и напряжения (Uнорм - пропорционально току питания датчика).

Пояснения к обозначениям в таблице вариантов (табл.1.1)

Г- тип RC-генератора гармонических колебаний на основе:

Т - одинарного Т-моста;

2Т  - двойного Т-моста;

В - моста Вина;

И/Д - инерционно-дифференцирующей цепочки;

2И -  двух интеграторов.

Кн - коэф. нелинейных искажений выходного сигнала генератора, %.

Примечание. Амплитудная погрешность для всех вариантов g_А=0.1%

f - частота сигнала RC-генератора, Гц.

DТ - температурный   диапазон,°С.

dк - класс точности ИППН, %.

Iвх - ток питания датчика (амплитудное значение), мА.

Uвк - амплитуда квадратурной составляющей, мВ.

Uвп - полезная составляющая выходного сигнала датчика, мВ.

Uпо - напряжение помехи общего вида, В

Rвх - входное сопротивление ИППН (не менее), кОм.

j - фазовый сдвиг, вносимый ФСУ, градусов.

ФЧВ- тип фазочувствительного выпрямителя:

2ВХ - на двухвходовом усилителе; ИК - на интегральных ключах;

БТ - на двухтриодных биполярных транзисторах;

ОУ -  на интегральном УПТ с ключами на полевых транзисторах в обратной связи.

tу1 - время установления сглаживающего фильтра Ф1 (не более), сек.

tу2 - время установления сглаживающего фильтра Ф2 (не более), сек.

ПНТ-  тип преобразователя напряжение-ток (для ПНТ2):

ОУ - на интегральном УПТ;

2У - на двух интегральных УПТ с заземленной общей точкой;

ПОС  -  на одном интегральном УПТ с заземленной общей точкой.