Курсовая работа: Разработка канала обработки и сбора данных

Рисунок 3.4 – Схема электрическая СУ

Расчет данного узла производим по следующей методике.

Каскад на операционном усилителе Х3 служит для подавления синфазной составляющей. У него единичный коэффициент усиления поэтому резисторы R5, R6, R7, R8 равны между собой и имеют номинал 1.5 kΩ Каскады на ОУ Х1 и Х2 должны иметь одинаковые характеристики усиления, чтобы не вносить погрешность. Резистор R3 подстроечный для лучшей настройки данного каскада.

Оба усилителя собраны по не инвертирующей схеме, и коэффициент усиления можно рассчитать по формуле (3.11). Резисторы R1 и R4 должны быть равны между собой. Величину K_U можно найти, как говорилось выше из соотношения величины сигнала датчика и шкалы АЦП (3.12).

(3.11)

(3.12)

Зная, коэффициент усиления K_U и задавшись R33 = 10 kΩ можно рассчитать сумму R32 и R31.

При данной величине данной суммы выбираем номиналы R2 и R3 из ряда Е24 и соответственно равные 470 kΩ и 60 kΩ (подстроечный).

4. Погрешности усиления

Расчет погрешности преобразования.

Погрешность схемы обусловлена параметрами не идеальности ОУ. Основная погрешность обусловлена наличием напряжения смещения и его температурного дрейфа.

Рассчитаем погрешность преобразования от разброса параметров элементов. Для этого рассчитаем максимальный коэффициент усиления для каждого из блоков при 5% допуске разброса параметров.

Произведём расчет УС по формулам (3.13 – 3.16).

K_Umax1 = (3.13)

K_Umax2 = (3.14)

K_Umax =K_{Umax 1} ·K_{Umax 2} (3.15)

DU= (3.16)

K_Umax =

DU= 0,2 · (0,4 – 0,33 ) = 0,014, V

K_U ФНЧ практически не зависит от разброса параметров элементов т. к. он построен по схеме эммитерного повторителя. Поэтому разброс параметров влияет только на частоту среза.

Ошибка преобразования по напряжению смещения при комнатной температуре вычисляется по формуле (3.13).

(3.13)

где: U_cm – напряжение смещения ОУ OPA131P;

К₁ – коэффициент усиления СУ;

К₂ – коэффициент усиления ФНЧ;

К₄ – коэффициент усиления УВХ.