Тоді, щоб уникнути перегріву, загальний струм моста не повинен перевищувати 30 мА (по 1 - му закону Кірхгофа). Отже:
В
тоді при I 0 = 30 мА, отримаємо:
В
R 1 = R 2 , отже:
В
Звідси.
Для забезпечення нормальної роботи опору R 1 і R 2 вибираємо також рівними 1 кОм. Тоді I заг = 15 мА.
В умови збалансованого мосту I 1 = I 2 , тоді по 1 - му закону Кірхгофа I заг = I 1 + I 2 , отже I заг = 2 I 1 , I 1 = I заг /2 = 7,5 мА. Тоді U R 3 ( t ) = 7.5В. p> У загальному випадку маємо:
В
Очевидно, що з підвищенням температури опір термодатчика буде збільшуватися, отже буде збільшуватися і падіння напруги на ньому.
Для підстроювання і лінеаризації ВАХ термометра в одне з плечей включаємо підлаштування резистор R подстро . br/>
2.2 Розрахунок диференціального включення ЗУ
У даному, конкретному, випадку найбільш прийнятна схема диференціального включення операційного підсилювача, т.к нам необхідно посилювати різницевий сигнал розбалансованого резистивного моста (додаток 1). Диференціальне включення операційного підсилювача показано на малюнку 3.
В
Малюнок 2 - Схема диференціального включення ЗУ.
На малюнку 2 наведена схема диференціального включення ЗУ. Знайдемо залежність вихідної напруги ОП від вхідних напруг. Внаслідок властивості а) ідеального операційного підсилювача різниця потенціалів між його входами p і n дорівнює нулю. Співвідношення між вхідною напругою U 1 і напругою U p між неінвертірующім входом і загальною шиною визначається коефіцієнтом ділення подільника на резисторах R 3 і R 4 :
U p = U 1 R 4 /(R 3 + R 4 ) (4)
Оскільки напруга між інвертується входом і загальною шиною U n = U p , струм I 1 визначиться співвідношенням:
I 1 = (U 2 - U p )/R 1 (5)
Внаслідок властивості c) ідеального ОУ I 1 = I 2 . Вихідна напруга підсилювача в такому випадку одно:
U вих = U p - I 1 R 2 (6)
Підставивши (4) і (5) в (6), отримаємо:
(7)
При виконанні співвідношення R 1 R 4 = R 2 R 3, U вих = (U 1 - U 2 ) R 2/ R 1 (8)
У даному випадку R 1 = R 3 = 1 кОм і R 4 = R 2 = 10 кому, тоді за формулою (8) знаходимо, що коефіцієнт посилення різницевого сигналу приблизно дорівнює: R 2/ R 1 = 10.
2.3 Розрахунок неінвертірующего включення
В якості другого каскаду перетворювача використовуємо схему з регульованою ООС, а значить і з регульованим коефіцієнтом посилення, що дає нам можливість встановити необхідну точність вимірювання температури. При неінвертуючому включенні вхідний сигнал подається на НЕ інвертується вхід ОП, а на інвертується вхід через дільник на резисторах R 1 = 1кОм і R 2 = 100кОм надходить сигнал з виходу підсилювача (малюнок 3). Тут коефіцієнт підсилення схеми K знайдемо, поклавши U 2 = 0. Отримаємо:
(9),
тоді коефіцієнт посилення дорівнює - К = 101, такого посилення достатньо, щоб реалізувати індикацію стрілочним приладом.
В
Рисунок 3 - неінвертірующім включення ОУ.
Як видно, тут вихідний сигнал сінфазен вхідного. Коефіцієнт посилення по напрузі не може бути менше одиниці, т.к в ланцюг ООС крім підлаштування опору включено і постійне (Додаток 1). p> В якості блоку живлення можна використовувати будь-який гальванічно розв'язаний від мережі блок живлення з вихідною напругою не більше 15 В, наприклад серійно випускається - БП - 15 ("ВЕСНА").
2.4 Силова частина
Однією з умов курсового проекту - це забезпечення комутованій потужності P н = 1.2КВт. Така умова виконує схема представлена ​​на малюнку 4. До входу силовий частини підключається вихід датчика температури. При досягненні встановленої температури, датчик замикає ланцюг управління тріністором VS1. Цей тринистор, а слідом за ним і симистор МИ2 закриваються, а нагрівач R н знеструмлюється. При зниженні температури, датчик розмикає ланцюг, в результаті чого тринистор і симистор відкриваються, а нагрівач R н п...
