телем, включенным как суммирующая схема с единичным коэффициентом усиления. Неинвертирующий вход повторителя подключите к выходу измерителя температуры. Инвертирующий вход подключается к стабильному эталонному напряжению, величина которого подсчитывается следующим образом:

£з, = (273/С) (10 .мВ/К) = (10.24а)

= 2730 мВ = 2,73В. (10.246)

Датчики температуры на ИС

Фирма National Semiconductor выпускает температурные датчики на ИС, работа которых основана на том же принципе, что мы обсудили в предыдущем разделе. Выпускаемые этой фирмой датчики с серийными номерами LX5600/LX5700 устанавливаются в металлический корпус типа ТО-46, имеющий четыре вывода. Масштабный коэффициент этих датчиков равен ЮмВ/К.

Датчики положения

В качестве аналогового индикатора положения можно использовать простой линейный потенциометр. Потенциометр с ползунком отслеживает прямолинейное движение, а поворотный потенциометр - изменение углового положения.

Иногда для связи источника воздействия с валом или движком потенциометра требуются специальные механизмы. В некоторых случаях механизм нужен для преобразования углового перемещения в линейное или наоборот, в других случаях он предназначается для уменьщения величины перемещения до таких значений, которые соответствуют механическим свойствам потенциометра.

В ряде случаев перемещение может быть очень сложным, и тогда механизм должен приводить в движение несколько потенциометров, каждый пропорционально величине перемещения в определенном направлении. Например, так называемая ручка управления может перемещаться в любом направлении в пределах квадранта. Потенциометры вертикальной и горизонтальной составляющих перемещения указывают точное положение на графике в координатах X и Y.

Пример такого рода приведен на рис. 10.5, а. В данном случае мы хотим иметь возможность определять местоположение объекта, связанного в единое целое с потенциометрами Rx и Ry. Объект может находиться в любой точке декартовой плоскости X-У, изображенной на рис. 10.5, б.

Расположение потенциометров и конструкция механизма таковы, что составляющая X вектора перемещения управляет потенциометром Rx, а составляющая У - потенциометром Ry.

Один конец каждого потенциометра подключен к источнику

положительного напряжения, а другой - к источнику отрицательного напряжения. Это сделано для того, чтобы система могла работать в четырех квадрантах. Когда объект расположен в. центре квадрата [точка (0,0), начало координат в декартовой-системе], оба потенциометра фиксируются в среднем положении и выполняется условие Ех=Еу = 0 В постоянного тока. Справедливы следующие правила:

• Перемещение влево вдоль оси X порождает отрицательное напряжение Ex.

• Перемещение вправо вдоль оси X порождает положительное напряжение Ex.

• Перемещение вверх вдоль оси У порождает положительное напряжение Еу.

• Перемещение вниз вдоль оси У порождает отрицательное напряжение Еу.

Не исключена вероятность того, что вам захочется работать с ручкой управления, которая первоначально предназначалась, для телеигр. Эти ручки можно приобрести через конторы, занимающиеся распродажей излишков электронного производства, В состав этих устройств входят 4 потенциометра на 5 и 100 кОм,, каждый из которых предназначен для Х-]-, X-, У-}- и У-.

В некоторых приборах требуется только значение модуля вектора с составляющими X п Y. Для получения векторной суммы необходимо подсчитать

£ = (£/+V)V2. (10.25>

При этом необходимо обработать потенциалы Ех я Еу в схеме определения векторной суммы, такой, например, как показана, на рис. 9.12. Если перемещение строго прямолинейно, советую в качестве чувствительного элемента использовать потенциометр с линейно-распределенным сопротивлением. Многие фирмы, занимающиеся изготовлением этих компонентов, предлагают прецизионные потенциометры с высокой степенью линейности на несколько значений сопротивления и функций его распределения на несколько размеров и конфигураций. Существуют также специальные потенциометры с синусоидальной, косинусоидальной, с синусоидальной и косинусоидальной (в одном устройстве) функцией распределения сопротивления и с логарифмической, функцией распределения.

Преобразование данных

Часто бывает так, что данные о местоположении сами по себе не имеют существенного значения, но используются для получения требующейся информации. Позиционные датчики просты и удобны в эксплуатации. Кроме того, они, как правило, недороги. С другой стороны, датчики скорости и ускорения, как правило, стоят немало, а возиться с ними приходится долго. Од-

Двигател/,

Червячная передача

Клапан для заполнения резервуара

ттшлшшш

щееся червя чное\ колесо \

Поршенс

Объем

Резервуар на 100 мл

Поток

100 MP

В, ЮОкОм

-tio.ooe

пост тока (эталон)

Рис. 10.6. Использование датчика положения для определения объема жидкости, вытесненной из шприца.

Изменение объема-скорости потока {dV[dt).

еако, как известно из курса физики, скорость является первой производной по времени от пути, т. е.

V{x)=dx/dt. (10.26)

Аналогично ускорение - это первая производная по времени от скорости и, следовательно, вторая производная от пути, или

aix) = dV/dt = dx/dt\ (10.27)

Следовательно, можно получить с датчика сигнал о местоположении и затем, используя электронную дифференциальную схему, найти Vx и ах-

Если проявить изобретательность, то положение может сообщить нам и еще кое-какие параметры. На рис. 10.6 показан простой пример, в котором положение некоторой части прибора пропорционально некоторой переменной, значение которой мы и хотим измерить. На рисунке показан щприц, специально изготовленный для одного биофизика, который занимался изучением функций глаз животных. Шприц состоит из камеры, заполненной жидкостью, и насоса, с помощью которого производится впрыскивание жидкости. На рисунке с упрощениями и условностями показана система, которая применяется на практике.

Камера насоса изображена здесь как резервуар с порщнем. Резервуар заполняется через верхний клапан, при этом порщень полностью выдвинут (находится в крайнем левом положении), затем клапан запирается. Потенциометр Ri имеет сопротивление 100 кОм и относится к потенциометрам с линейно-распределенным сопротивлением. Для изменения сопротивления служит ползунок. Он связан с перемещающимся червячным колесом таким образом, что Ri=0 Ом, когда поршень полностью выдвинут из резервуара, и Pi = 100 кОм, когда поршень переместился в противоположный конец резервуара.