чиками. p> Будь-яке кінцеве вхідний опір підсилювача призводить до стікання заряду і зменшенню вихідного сигналу. p> Тому для перетворення і посилення такого вихідного сигналу використовується інтегруючий підсилювач, схема якого показана на рис.1, е . Коефіцієнт передачі такого вторинного перетворювача В
K = U B их / Q BX = 1/ C . ( 2.3)
З цієї формули випливає, що коефіцієнт передачі буде тим більше, чим менше ємність конденсатора З . Однак потрібно мати на увазі, що дане співвідношення записано в припущенні ідеальності конденсатора, тобто його опір витоку R, показане на схемі, одно нескінченності. Однак реально воно звичайно. Тому ємність повинна бути обрана такою, щоб модуль її опору на нижчій можливій частоті зміни заряду була багато менше опору витоку.
В
2. Подільники напруги і мости
Для параметричних датчиків вторинні перетворювачі формують напругу, залежне від зміни вихідного параметра датчика. Далі для стислості і простоти викладу будемо вважати, що вихідний величиною датчика є комплексне опір Z x . Це припущення відповідає і фізичної сутності роботи датчиків. Тільки у резистивних датчиків для досить великих діапазонів частот ми можемо вважати вихідний опір чисто активним. У ємнісних датчиках ми повинні враховувати опір витоків (особливо на низьких частотах), а для індуктивних датчиків - Активний опір обмотки і еквівалентний опір втрат в осерді (Особливо на великих частотах), хоча при теоретичних розрахунках вихідні опору цих датчиків вважають чисто реактивними.
Для перетворення опору в напругу використовуються подільники напруги і мостові схеми.
Два варіанти схеми дільника наведені на рис.2.
Подільники напруги є найпростішими вторинними перетворювачами. p> Проте слід мати на увазі, що для обох схем характеристики перетворення істотно нелінійні.
(2.4)
В
Рис. 2. br/>В
Рис. 3
Нелінійність буде зменшуватися по міру зменшення Z x по порівняно з Z Q . Однак при цьому буде зменшуватися і чутливість перетворювачів.
На рис.3, а наведена мостова схема вторинного перетворювача для недіфференціальних датчиків, а на рис.3, б - для диференціальних. p> Функції перетворення для цих перетворювачів мають вигляд.
(2.5)
Перша з цих характеристик нелінійна, а друга - якщо обидва компоненти диференціального датчика мають однакові початкові опору і змінюються симетрично, буде лінійною.
Ємності й індуктивності можуть вимірюватися мостами тільки змінного струму. Активні опори можуть вимірюватися мостами як постійного, так і змінного струму. При цьому варіант моста змінного струму не повинен відхилятися, як більш складний. Слід мати на увазі, що передача інформації на змінному струмі більш перешкодостійкі, ніж на постійному. Тому, якщо датчики віддалені від ВІП, що має місце, наприклад, при контролі напружених будівельних елементів мостів та інших споруд, доцільно і для резистивних датчиків використовувати мости змінного струму.
Нелінійність вторинних перетворювачів мала істотне значення при аналогової обробці. При цифрових методах вона може бути усунена в процесі лінеаризації характеристик ІК.
Як видно з формул (2.4) і (2.5), чутливість дільників і мостів збільшується з збільшенням напруги живлення. Проте його не можна збільшувати необмежено. У силу малих розмірів датчиків навіть при невеликих протікають токах їх нагрівання може призвести до зміни вихідної величини, наприклад опору. Тому зміни вихідної напруги дільника або моста можуть бути малими, і буде потрібно їх посилення. При посиленні сигналів з дільників обов'язково потрібно зміна постійної складової, про можливість чого ми вже говорили. Така компенсація, хоча і меншою мірою, може знадобитися і для мостових перетворювачів. Сигнали дільника можна подавати на підсилювач по недіфференціальной схемою, а вихідні сигнали мостових перетворювачів - з диференціальної схемою. При вимірі комплексних опорів мостами змінного струму вторинний перетворювач необхідно доповнити випрямлячами для перетворення змінної напруги в постійну. При цьому для компенсації фазових зрушень, наприклад в диференціальних індуктивних або ємнісних перетворювачах, можуть знадобитися фазочутливі детектори.
Оскільки чутливість дільників і мостових схем пропорційна величині живлячої напруги, його нестабільність безпосередньо переноситься в мультипликативную похибка ВІП. Тому до стабільності живлячої напруги пред'являються дуже жорсткі вимоги.
При використанні мостів змінного струму в кожен вторинний перетворювач повинен входити генератор синусоїдального сигналу частотою кілька (іноді кілька десятків) кілогерц. При наявності в ІВС декіль...
