Курсовая работа: Микроконтроллерный регулятор оптимальной системы управления
Рис.5. Схема подключения тензопреобразователя.
4.2. Инструментальный усилитель.
В разрабатываемой микроконтроллерной системе входной блок состоит из измерительного моста и инструментального усилителя. Заметную роль в данной схеме играет входной, масштабный усилитель, в основном от того с какой точностью будет усиливаться входной сигнал, зависит погрешность преобразования АЦП.
Согласно техническому заданию, входная величина измеряется сенсорным элементом (измерительный мост), а величина - с помощью датчика с токовым выходом. Так как датчик имеет большую синфазную помеху, в качестве масштабного усилителя используется инструментальный, который согласовывает с опорным источником напряжения. Схемы измерительного моста и инструментального усилителя имеют вид:
Рис.6 . Измерительный мост и инструментальный усилитель.
Таким образом при согласовании ОУ1 и ОУ2 результирующая погрешность будет определяться параметрами ОУ3.
Измерительный мост преобразует значения входной величины в эквивалентное ей значение напряжения (с коэффициентом пропорциональности ), в соответствии с законом изменения значений реостата . Параметры ОУ выбираются из условия минимизации дрейфа нуля.
Напряжение на выходе усилителя определяется соотношением: , где - коэффициент усиления схемы.
Примем В.
Выбираем значения кОм, кОм.
Таким образом, чтобы получить единичный коэффициент усиления ИУ нужно выбрать , тогда В.
Рис.7. Схема канала №1.
Рис.8. АЧХ и ФЧХ канала №1.
В качестве прецизионного инструментального усилителя можно использовать МАХ 4195:
СИНТЕЗ КАНАЛА №2.
5.1. Датчик давления «АРКТУР-01» с токовым выходом.
Назначение.
Датчик давления Арктур-01 (в дальнейшем – датчик) предназначен для непрерывного преобразования избыточного давления жидкостей и газов, в унифицированный токовый выходной сигнал.
Датчик может применяться при контроле, регулировании и управлении технологическими процессами, а также при учете, в том числе коммерческом, жидкости и газа.
Арктур-01–цифровой датчик избыточного давления, имеющий климатическое исполнение УХЛ1 по ГОСТ 15150, предназначенные для работы при температуре окружающей среды от минус 40°С до +80°С, преобразующий измеряемое давление в унифицированный токовый выходной сигнал 0-5 мА (по 4-х-проводной линии связи) или 4-20 мА (по 2-х-проводной линии связи).
Датчик имеет невзрывозащищенное исполнение.
По эксплуатационной законченности датчики являются изделиями ГСП третьего порядка по ГОСТ 12299.
Характеристики, параметры, размеры.
Верхние пределы измерений избыточного давления датчиков — 0,06*; 0,1; 0,16; 0,25; 0,40; 0,60; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10; 16; 25; 40; 60;100 МПа.