7. Функциональные измерительные преобразователи. Реализация операции:

(R_вх = const). Масштабирование.

Измерительный преобразователь (ИП) – это устройство, обеспечивающее преобразование вида представления измерительной информации с известными метрологическими характеристиками.

ИП: Аналоговые Гибридные Цифровые

По назначению ИП различают: первичные ИП (ПИП), вторичные ИП (ВИП), нормирующие ИП (НП), масштабирующие ИП (МП).

Ny – Параллельный код, который подаетсяна преобразователь

Uz изменяется по закону Ома

Входное сопротивление является постоянным, поскольку RN и RN соединены последовательно, при этом значение сопротивления RN= Rmax•θy, а значение RN= Rmax•θy, т.к количество нулей и единиц одинаково в соответствии со схемой

ЦАПа, а следовательно, суммарное сопротивление всегда постоянно и равно максимальному значению Rвх = const = R•(2ⁿ-1). Например: Ny = 0101, Ny =1010

Операция масштабирования предназначена для установления соответствия между математической зависимостью и ее реализацией с помощью физической схемы

Например, для операции умножение.

Имеется математическая зависимость, которая является частью измерительного алгоритма (вид математической зависимости: z=x•y, где x,y,z-математические величины)

Данная зависимость может быть реализована в виде электрической схемы, которая описывается физическим уравнением, то Uz=Ux•θy.

Определить коэффициенты масштабирования - отношения диапазона изменения математической величины к диапазону изменения физической величины :

mz =(zmax-zmin)/(Uzmax-Uzmin),

mx= (xmax-xmin)/(Uxmax-Uxmin),

my= (ymax-ymin)/(Uymax-Uymin).

8. Функциональные измерительные преобразователи. Реализация операции:

(R_вых = const). Масштабирование. (см. вопрос 7)

Если значение разряда «1», ключ подключен к напряжению. Если «0» - то к земле.

Сопротивление сетки R-2R на выходе (входе ОУ) независимо от положения ключей всегда постоянно и равно R.

( Начиная с ключа 2^{0 →} 2R^║2R = R; R+R = 2R ^→ ключ 2^{1 →} 2R^║2R = R … ^→

ключ 2^{n →} 2R^║2R = R ^→ на входе операционного усилителя всегда R =>

следовательно коэффициент передачи K=Rоc/Rвх = Rоc/R = 1 (при Rоc=R).

Поскольку в обратной связи находится сопротивление R, коэффициент передачи равен -1, следовательно, выходное напряжение равно:

Uz = - Ux • θy.

Абсолютная погрешность равна величине кванта выходного напряжения: ΔU = Uzmax/Nmax.

Приведенная погрешность: γU= ΔU/Umax=1/Nmax.

9. Функциональный ип. Реализация операции: . Масштабирование.(см. Вопрос 7)

Операция деления на базе АЦП

СУ – сравнивающее устройство

УУ – устройство управления

Uоп – опорное напряжение

Когда U1 = Ux – преобразование заканчивается и можно считать код.

Схема работает следующим образом:

1. УУ формирует кодовые эквиваленты, коды N_z или θ_z.

2. Код поступает на вход ЦАП, на аналоговый вход ЦАП

Подается Uоп(U_y) с постоянным входным сопротивлением,

на выходе ЦАП мы имеем: U1=Uоп• θz.

При этом линейная характеристика сохраняется.

3. УУ формирует кодовые эквиваленты, коды N_z или θ_z, пока U1

не сравняется с напряжением U_x.

4. В момент равенства напряжений СУ вырабатывает сигнал и УУ фиксирует текущее значение кода Nz, при этом U1 =Ux.

В результате

Ux = U1= Uоп•θz = Uy•θz

откуда

θz = Ux / Uy - операция деления.

Точность реализации процедуры деления определяется разрядностью ЦАП

и чувствительностью СУ.