Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3 вариант+ / 06_Розрахункова частина

.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
16.02.2016
Размер:
147.46 Кб
Скачать

Группа 106

2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

2.1 Розрахунок перетворювача опір-напруга з ТО в ЗЗ

Визначаю вхідні дані для розрахунку:

- діапазон вимірюваної температури: Тмін=0С, Тмакс=100 С;

- опір для Rtмакс - 157,33 Ом та Rtмін - 123,24 Ом.

- вихідна напруга – 10В.

Схема електрична перетворювача наведена на рис.3.

Рисунок 3 ‒ Перетворювач опір – напруга з ТО в ЗЗ

2.1.1 Прийму струм через ТОМ I том = 1 мА.

2.1.2 Задам напругу ТОМ Uст.ном = 9В. Для забезпечення такої напруги вибираю стабілітрон Д818А, який має напругу стабілізації – 9В, мінімальний струм стабілізації – 3 мА, максимальний струм стабілізації 33 мА. Робочий струм приймаю як 10 мА.

2.1.3 Розраховую номінал опору R2:

,

де Eвх - вхідна напруга стабілізатора живлення моста, Iст.ном - робочий струм стабілітрона.

2.1.4 Розраховую номінал опору R1:

2.1.5 Визначаємо мінімальну і максимальну напругу на виході перетворювача для заданого діапазону температур :

Umax (t) = Rtmax/ R1( Uст.ном) = 157,33/900=0,175 В,

Umin (t) = Rtmin/ R1( Uст.ном.)=123,24/900=0,137 В.

2.1.6 Визначуваний необхідний коефіцієнт підсилення :

Ку= Uвых/ Umax (t) = 10/0,175 ≈ 57.

2.1.7 Визначаю комплектуючі елементи. У якості опорів вибираю резистори загального призначення типу C2-29B, враховуючи маленькі струми та малу потужність вибираю опори 0,125 Вт. Для обраних опорів виберу 2-й клас точності, тоді номінали опорів відповідно будуть:

R1-C2-29B-0.125-900 Oм±10%

R2-C2-29B-0.125-550 Oм±10%

У якості операційного підсилювача використаю операційний підсилювач загального призначення 140УД8, який має наступні параметри:

Робота від двох джерел живлення +/-15 вольт;

Струм живлення не більш ніж 5 мА;

1 МГц – частота одиничного підсилення;

2 В/мкс – швидкість зростання;

Вхідний струм – 0,2 нА;

Коефіцієнт підсилення – 30000.

2.2 Розрахунок фільтру

Згідно завданню буде використано фільтр 2-го порядку. Виконаю розрахунок фільтра.

Визначаю вхідні дані для розрахунку:

Нерівномірність передачі у полосі пропускання – 0,1 дБ;

Полоса пропускання – 600 Гц;

Коефіцієнт підсилення – 1.

Схема електрична фільтру наведена на рис.4.

Рисунок 4 ‒ Фільтр низької частоти

2.2.1. З довідника знаходжу коефіцієнти фільтру для нерівномірність передачі у полосі пропускання – 0,1 дБ та 2 – го порядку:

В=0,803816; С=0,823060.

2.2.2. Розраховую значення конденсатора С2:

С2=10/f c= 0,016 мкФ

2.2.3. Розраховую значення конденсатора С1:

С1≤В*2*С2/(4*С*(К+1))

0,0027 мкФ

2.2.4. Розраховую значення опорів:

= 456,4 кОм

2.2.4. Визначаю комплектуючі елементи. У якості опорів вибираю резистори загального призначення типу C2-29B, враховуючи маленькі струми та малу потужність вибираю опори 0,125 Вт. Для обраних опорів вибираю 2-й клас точності, тоді номінали опорів відповідно будуть:

R1- C2-29B-0.125-27 кOм±10%

R2- C2-29B-0.125-27 кOм±10%

R3- C2-29B-0.125-430 кOм±10%

У якості конденсаторів вибираю керамічні ємності типу K71-5. Для обраних конденсаторів вибираю 2-й клас точності, тоді номінали конденсаторів відповідно будуть:

С1-K71-5-2,7 нФ ±10%

С2-K71-5-0,01 мкФ ±10%

У якості операційного підсилювача використаю операційний підсилювач загального призначення 140УД8.

2.3 Розрахунок нормалізатора та вибір аналого-цифрового перетворювача

Визначаю вхідні дані для розрахунку:

Напруга на вході при мінімальної температурі – 0 В .

Напруга на вході при максимальної температурі – 1,23 В.

Напруга повної шкали АЦП – 0 ÷ 10В.

Вхідний сигнал інвертований.

2.3.1. Визначаю корисну розподільну здатність АЦП відповідно до заданого класу точності :

2.3.2. Визначаю розподільну здатність АЦП, взявши максимальну похибку ±5 дискретів

Найближче значення до розрахованого е 210=1024, таким чином роздільна здатність АЦП не може бути менша за 10 розрядів.

Розраховую нормалізатор вхідної напруги.

В раховуючи що вхідний сигнал інвертований, використаю інвертуючий нормалізатор.

Схема електрична нормалізатора наведена на рис.5.

Рисунок 5 ‒ Нормалізатор напруги - інвертуючий суматор

2.3.2. Визначаю необхідний коефіцієнт підсилення нормалізатора:

Ку= Uвих/ Емах = 10/1,23 = 8,13 ≈9

2.3.3. Розраховую значення резисторів. Приймаю значення R1 = 1 кОм, тоді:

R2+ R3=Ку* R1=9*1 кОм = 9 кОм

2.3.4. Для можливості налаштування нормалізатора задам діапазон регулювання 50%.

Δ R= (R2+ R3)±50% ;

Rmin = 4,5 кОм;

Rmax = 13,5 кОм;

Звідки R2 = 4,5 кОм; R3= 9 кОм.

2.3.5. Визначаю комплектуючі елементи. У якості опорів вибираю резистори загального призначення типу C2-29B, враховуючи маленькі струми та малу потужність вибираю опори 0,125 Вт. Для обраних опорів вибираю 2-й клас точності, тоді номінали опорів відповідно будуть:

R1- C2-29B-0.125-1 кOм±10%

R2- C2-29B-0.125-4,2 кОм +10%

R3- СП5-2В6-0.125-8,2 кОм +10%

У якості АЦП обираю 14-ти розрядний АЦП типу AD9253. Мікросхема має наступні технічні параметри:

Кількість розрядів – 14;

Час перетворення, мкc – 25;

Напруга живлення, В – 5;

Потужність, що споживається, мВт – 50;

Вхідна напруга перетворення, В 0..10;

Кількість каналів перетворення – 4.

У якості операційного підсилювача використаємо операційний підсилювач загального призначення 140УД8.

Соседние файлы в папке 3 вариант+