Элементы ИИзС. Схемы формирования электрических сигналов. Условие согласования параметрических измерительных преобразователей по току, напряжению и мощности

Мощность сигнала измерительной информации в нагрузке для такой цепи определится как

(1.10)

где Рiдоп – допустимая рассеиваемая мощность параметрического ИП;

S = DR/R – относительная чувствительность ИП.

Условия согласования по мощности обеспечиваются при , .

При выполнении условия согласования мощность сигнала, получаемая последующим преобразователем с сопротивлением RН составляет . Таким образом, условия согласования параметрических ИП отличаются от условий согласования генераторных. Кроме того, кривая 3 (см. рисунок 1.7) имеет более острый максимум, а, следовательно, требования к точности согласования параметрических ИП более жесткие, чем генераторных.


7. Элементы ИИзС. Масштабные измер преобразователи – делители напряжения, добавочные резисторы, шунты, характеристические аттенюаторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения. Устройство и принцип действия. Основные параметры.

Шунты.Позволяют расширить пределы измерения амперметров, путем деления измеряемого тока и измерения его определенной части.

При включении параллельно амперметру с внутренним шунтирующего резистора ток делится на 2 части: протекающий через шунт и через амперметр.

Коэффициент деления шунта:

Добавочные сопротивления. Расширяют пределы измерения электромеханических вольтметров путем добавления резистора.

При последовательном включении вольтметра с внутренним и добавочного напряжение разделяется между ними. Коэффициент деления m:

Делители напряжения. Используются для расширения пределов измерения вольтметров. Представляют собой последовательное включение двух элементов, подключенных к источнику напряжения и вольтметру, на который подается . Могут быть резистивные (для приборов с высоким внутренним сопротивлением: электронные вольтметры), емкостные (электростатические вольтметры на переменном токе) и состоящие из элементов С, R, L (для переменного тока ВЧ)

Коэффициент деления для них: .

У делителей, сделанных для ВЧ, появляется частотная погрешность, она может быть исключена в случае устранения зависимости коэффициента К от частоты при условии что: такие делители являются цепью минимально-фазового типа. В нем также осуществляется компенсация фазочастотных погрешностей.

Аттенюаторы. Используются в тех случаях, когда необходимо ослабить сильный сигнал до приемлемого уровня.Между линией и нагрузкой улучшает КБВ и КСВ в подводящей линии в случае, когда нагрузка плохо согласована с линией.



В простейшем случае электрический аттенюатор строится на основе резисторов.

Измерительные трансформаторы тока. У ИТТ , - ток в первичной обмотке, - ток в вторичной обмотке. , номинальный коэффициент: , присутствует токовая погрешность измерения: в следствии того, что номинальный коэффициент отличается от действительного. Также присутствует погрешность, обусловленная отличием фазового сдвига токов.

Измерительные трансформаторы напряжения. ИТН включаются параллельно участку цепи, падение напряжения на котором нужно измерить. , . Также возникает угловая погрешность


8. Технические средства ИИзС. Масштабные измерительные преобразователи – измерительные усилители. Измерительный усилитель постоянного тока для мостовой схемы включения.

Если на выходе преобразователя амплитуда сигнала слишком мала, то для дальнейшего преобразования или измерения его сначала усиливают. Усиление сигнала с высокой точностью, при низком уровне шумов и малых искажениях выполняется с помощью измерительных усилителей. Это особый тип усилителей, у которых коэффициент усиления точно определен и может изменяться в определенных пределах. Помимо повышения чувствительности измерительный усилитель обеспечивает согласование первичного измерительного преобразователя (или схемы формирования измерительного сигнала параметрического преобразователя) с последующими вторичными измерительными преобразователями.

Инвертирующий усилитель.

iВХ = – iОБР. (7.16)

Схема инвертирующего операционного усилителя

Коэффициент усиления – RОБР/RВХ.

Вторая базовая схема на операционном усилителе – неинвертирующий усилитель.



Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя положителен и по абсолютному значению всегда больше или равен 1, а входное сопротивление очень велико (близко к бесконечности). Формулы для дифф.-го усилителя:

Схема неинвертирующего усилителя

Повторитель напряжения. (коэф усиления = 1)

Дифференциальный усилитель

Если мост будет сбалансирован (R1×R3 = R2×R4), то напряжения в точках А и Б (см. рисунок 7.11) будут равны по амплитуде. В этом случае выходное напряжение операционного усилителя будет равно нулю, поскольку его входные напряжения будут равными и синфазными. При разбалансе моста условие равенства амплитуд напряжений в точках А и Б нарушается и на выходе операционного усилителя появится напряжение, равное разности входных напряжений умноженное на коэффициент усиления операционного усилителя.

Рисунок 7.11 – Схемавключения дифференциального усилителя в измерительную диагональ мостовой цепи

Дифференциальный усилитель на одном операционном усилителе имеет низкое входное сопротивления, что допустимо при его использовании с низкоомными источниками сигналов, например с приведенным на рисунке 7.11 измерительным мостом. Однако он не пригоден для работы с высокоомными источниками. В этом случае проблема усиления сигнала решается путем использования инструментального (или измерительного) усилителя. В его структуру входят два неинвертирующих усилителя, подключенных к входам базового дифференциального усилителя (по одному на вход).



3919796841873353.html
3919865367930732.html
    PR.RU™