Четырех проводная линия связи.
Для точных преобразователей сопротивления резистивного датчика, удаленного от измерительного преобразователя может оказаться, что трехпроводой линии связи недостаточно. Дело в том, что сопротивления линии связи имеют разброс. В этих случаях используют четырехпроводную линию связи, имеющую два токовых зажима - a, b (рис. 1) и два потенциальных – c, d.
Рис.1. Четырехпроводная линия связи
Тогда, согласно схеме, напряжения 
и 
будут равны:
и 
Выходное напряжение в данной измерительной схеме ищется в виде разности напряжений:
,
откуда видно, что при использовании четырехпроводной линии связи не только сопротивление линии, но и их разброс не влияет на результат преобразования. Однако следует помнить, что на зажимах 2,3 необходимо обеспечить холостой ход. Как правило, для таких схем используют измерительный усилитель.
Мостовые схемы с использованием одного ОУ.
Схема самой простой по числу используемых элементов активной мостовой схемы представлена на рис. 1.
Рис.1. Активная мостовая схема с нулевым выходным сопротивлением
Считаем, как и прежде, что отношение моста равно 1 и под действием физической величины резистивный чувствительный элемент имеет вид 
. На рис.1 цифрами обозначены позиции, где в схеме располагается резистивный чувствительный элемент. Пусть, например, он расположен на позиции 3. Тогда схема, выглядит так, как это показано на рис.1б. Выходное напряжение можно записать в следующем виде:
|
|
|
.
Проводя аналогичные вычисления выходного напряжения в зависимости от позиции чувствительного элемента, можно получить:
;
;
;
. 
Данные схемы с различным расположением чувствительного элемента обладают, по сравнению с мостовыми, нулевым выходным сопротивлением и выходным сигналом, изменяющимся относительно нулевого уровня, отсутствием синфазной составляющей. Располагая чувствительный элемент в обратной связи операционного усилителя (позиция 4), можно получить преобразование без нелинейности. Однако это не всегда удаётся, поскольку часто один из зажимов чувствительного элемента в силу конструктивных особенностей оказывается гальванически соединённым с нулевой точкой, т.е. чувствительный элемент установлен на позиции 3. По сравнению с мостовой схемой, кроме отмеченных достоинств, в два раза повышена чувствительность.
Общим недостатком рассмотренных схем является недостаточная чувствительность. Для обеспечения повышенной чувствительности широкое распространение получили схемы с добавлением, по сравнению с рассмотренными, двух идентичных резисторов 
.
Мостовая схема на основе одного ОУ и повышенной чувствительности схема представлена на рис. 2.
|
|
|
Рис.2. Активная мостовая схема на основе одного ОУ с повышенной чувствительностью
Здесь, как и прежде, цифрами указаны позиции, на которые устанавливается чувствительный элемент. Найдём выходное напряжение схемы при условии, что чувствительный элемент установлен на позицию 1.
.
Проводя вычисления, можно получить:
.
Обеспечив значительную чувствительность, выполним неравенство 
, с учётом чего можно записать:
; 
;
; 
.
Из полученных выражений видно, что чувствительность рассмотренной измерительной схемы в 
раз выше, чем предыдущей. В остальном, данная схема не отличается от предыдущей. Однако, всем этим схемам свойственна нелинейность.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 747; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!