Главная Операционные усилители



Такая схема используется для аналоговых умножителей (рис. 9.14) и делителей (рис. 9.15). В аналоговом умножителе, показанном на рис. 9.14, используются входы У и Z, а на X подается постоянное эталонное напряжение, например Vx=lO. При этом передаточная функция равна

£Bb,. = W10- (9-29)

Та же самая идея используется при построении схемы аналогового делителя, пример которой показан на рис. 9.15. Обратите внимание, что в основном схема такая же, за исключением того, что здесь активен вход X, а с постоянным эталоном связан вход У. Передаточная функция имеет вид

£вь,х=10- (9.30)

На рис. 9.16 показана обобщенная схема для реализации степенной функции с резистивными цепями, устанавливающими величину показателя степени меньше 1 и больше 1. Для получения квадратора нужно положить т=2, а для получения устройства извлечения квадратного корня - т/г- Можно получить и любое другое значение т в пределах от 0,2 до 5.



Глава 10 ДАТЧИКИ

Датчик -это устройство, которое преобразует энергию из одной формы в другую для решения задач управления или измерения. В дальнейшем условимся считать, что производится преобразование в электрическую энергию.

Мост Уитстона

Прежде чем переходить к рассмотрению различных типов датчиков, вспомним основные принципы работы классического моста Уитстона (рис. 10.1). Следует отметить, что эта схема служит основой большинства типов датчиков, используемых в аппаратуре. Я не хочу называть ее универсальной: для того чтобы такое определение было справедливо, пришлось бы сделать массу оговорок, но по крайнемй мере она производит впечатление «вездесущей».

Напряжения между точками А и В представляют собой выходное напряжение моста. Оно равно разности падений напря-

Рис. 10.1. Классическая схема моста Уитстона.




жений на резисторах R2 и Ri. Из элементарной теории цепей известно, что

E = E[RM+R,)], (ЮЛ)

Е, = ЕМ{г+т. (10.2)

На основании уравнений (10.1) и (10.2) можно записать

Елв = £12/(1+R2)-E,RJ{R,+Р4), (10.3)

Елв = Е, lR2l{Ri+R2)-RJ(R3+Ri)b (10.4)

Нулевое состояние, при котором Еав = 0, устанавливается, когда

RARi-i-Rz)=-RM-i-Rd> (10.5)

R2=RiRjR„ (10.6)

а при этом справедливо соотношение

R/RiRjRs- (10.7)

Необязательно, чтобы резисторы имели равные сопротивления,- важно, чтобы соблюдалось соотношение (10.7). Однако в большинстве датчиков сопротивления берутся равными из соображений удобства изготовления устройств. В таких датчиках

1 = 2 = 3 = 4.

Величина AR представляет небольшое изменение сопротивления 4 (рис. 10.1). Оно обусловлено внешним стимулирующим воздействием, которое должен измерить датчик. Если датчик находился в нулевом состоянии, то это изменение приведет к возмущению схемы и создаст на выходе напряжение следующей величины:

Eab = E,IR/2R-R/{2R + AR)], (10.8)

при условии что в нулевом состоянии все резисторы имеют равные сопротивления. Изменение сопротивления R (т. е. AR) связано с тем, что этот резистор на самом деле представляет собой элемент датчика. Именно к таким элементам мы сейчас и переходим.

Датчики температуры

Существует несколько различных устройств, чувствительных к температуре, которые можно использовать в качестве датчиков температуры. К ним относятся термосопротивления (термис-торы), термопары и полупроводниковые переходы.

Самым простым устройством, наверное, является термистор. Термисторы - это пассивные устройства, электрическое сопротивление которых изменяется при изменении температуры. Как известно, сопротивление всех проводников изменяется при изменении температуры. Более того, это изменение сопротивления



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0122