Курсовая работа: Перетворювач ємність - тривалість імпульсу

Непрямий метод визначення ємності полягає в вимірюванні параметрів кола з конденсатором і розрахунку значення невідомої ємності. На рисунку 1 показана схема для непрямого визначення емності.

Без врахування активних втрат в конденсаторіємність розраховується за показниками амперметра й вольтметра: С_х = 1/ωU .

З урахуванням втрат вконденсаторіємність можна визначити поформулі

С_х = ,

де I — струм, що протікає через конденсатор; U — напруга, прикладена до конденсатора; Р — потужність втрат.

Втрати в конденсаторі визначають або через потужність втрат , або з урахуванням тангенса кута втрат

Р = , звідси ,

Точність вимірювання ємності непрямим методом невелика. Значно менше похибок дають прилади зрівняння і безпосередньої оцінки. До приладів зрівняння відносяться мости змінного струму. В одно з плечей моста, зібраного по схемі, яка показана на рисунку 2, включений вимірювальний конденсатор С_х з опором втрат R_x , в інше — зразковийС_об із опором R_об , Інші плечі моста утворені резисторами R₁ , R_2.

Умова рівноваги мосту:

(R_X +1/jωС_х ) R₂ =:(R_об +1/jωС_об ) R_1.

Звідси при R_х R₂ = R_об R₁ отримаємо C_x =C_o6 R₂ /R_1. Опір активних втрат визначиться як R_x =R_o6 R₁ /R_2.

Втрати в конденсаторі визначаються по формулі tgσ_x =ωR_o6 С_об . Міст попередньо врівноважується резисторами R_o6 і R₂ ,постаченими шкалами із шкалою в одиницях tgσ_x і ємності. Для балансування мосту варто змінювати як R_o6 так і С_об . Балансування мостувиконується методом послідовних наближень: по черзі регулюють кожний з елементів до одержання мінімального показання індикаторного приладу.

На рисунку 1 показана схема для непрямого визначення ємності.

Рисунок 1- Схема для непрямого вимірювання ємності

На рисунку 2 показана мостова схема для вимірювання ємності.

Рисунок 2- Мостова схема для вимірювання ємності

Мінімально необхідне число операцій при балансуванні мостувизначає його збіжність.

Мостовий метод вимірювання ємності застосовують для вимірювання ємностей від декількох сотень пікофарад до декількох десятків мікрофарад.

При цьому визначають опір Z_x =Z1·Z3/Z₂ і обраховують ємність С_х =160000/(fZ_x ), де Z_x -модуль комплексного опору, кОм; f-частота живлення моста, кГц; С_х -вимірювана ємність, пФ.

Міст живлять змінною напругою частотою 500..1000 Гц.

Ємності до 5000 пФ зазвичай вимірюють резонансним і генераторним методом, також широко використовується метод заміщення.

Мультивібратори. Коливання прямокутної форми на мультивібраторах виникають за рахунок позитивного зворотного зв’язку через активний електронній елемент: транзистор, операційний підсилювач, логічний елемент, тиристор. Саме тому основними параметрами прямокутних імпульсів є: частота (тривалість), амплітуда і їх стабільність залежать від характеристик активного елемента – напруга живлення, порогового рівня, швидкодії тощо.

Стабільність тривалості чи періоду повторення імпульсів в мультивібратори на логічних елементах невелика (приблизно 3% при зміні температури на 10С), оскільки стабільність порогового рівня ТТЛ-мікросхем низька.

Управління тривалістю імпульсів (частотою автоколивань) може виконуватись трьома способами: ручним регулюванням, тобто зміною опору, рідше зміною ємності; за допомогою напруги зміщення, яке вводиться у вхідні ланцюги логічних елементів; цифровим кодом.

Мультивібратори на операційних підсилювачах бувають:

- очікуючі;