Курсовая работа: Перетворювач опір - тривалість імпульсу

Розроблений пристрій призначений для перетворення опору в інтервал часу і може використовуватись при побудові омметрів та вимірювальних пристроїв з резистивними первинними перетворювачами.

Згідно ДСТУ 2681-94 „Метрологія. Терміни та визначення” та ДСТУ 2682-94 „ Метрологія. Метрологічне забезпечення ” даний перетворювач опір – тривалість імпульсу відноситься до вторинних вимірювальних перетворювачів.

2 Розробка структурної схеми перетворювача

2.1 Вибір загальної структури

Існують мостові і імпульсні структурні схеми перетворювачів. Вибираємо імпульсну схему, яка приведена на рисунку 1.

Рисунок 1 - Структурна схема перетворювача опір – тривалість імпульсу.

Згідно технічного завдання (ТЗ), необхідно розробити перетворювач величини опору в пропорційну тривалість імпульсу. Перетворення здійснюється за допомогою метода широтно – імпульсної модуляції (ШІМ).

Вихідний сигнал перетворювача являє собою імпульс, тривалість якого залежить від величини опору. Причому, чим менша величина опору, тим менша тривалість імпульсу. Амплітуда вихідного сигналу має складати U = 30 В на опорі навантаження Rн = 10 Ом. Забезпечити такі параметри при дуже малій тривалості імпульсу досить складно, тому приймаємо мінімальну тривалість імпульсу . У відповідності до ТЗ частота модуляції , тобто період дорівнює . Тоді відношення максимальної тривалості імпульсу до мінімальної складає

, (1)

,

.

Діапазон перетворюваних опорів складає від 1 Ом до 1МОм. Відхилення

крайніх значень дорівнює

, (2)

,

.

Звідки слідує, що необхідно розбити діапазони перетворюваних опорів на під діапазони. Кількість під діапазонів визначимо, використовуючи вираз

, (3)

,

де

,

.

Крайнє значення величин опору по під діапазонам складе :

- для першого піддіапазона 1 Ом – 100 Ом;

- для другого піддіапазона 100 Ом – 10 000 Ом;

- для третього піддіапазона .

Як бачимо, навіть для під діапазонів відхилення крайніх значень складає 100. Тому скористаємось проміжним перетворенням величини опору в пропорційну напругу за допомогою метода фіксованого струму . Метод реалізується на основі операційного підсилювача (ОП) та опорного джерела. , тоді для третього піддіапазону фіксований струм дорівнює

, (4)

.

Для другого піддіапазону