Главная Преобразователи механических величин



Для схемы на рис. \.8,в,г ток через СИД

Rh + Гп

где t/кэоткр -остаточное напряжение на транзисторе в открытом состоянии.

Если считать, что UnUcn, UnUjg и ЯкГд,, то получим Ток базы транзистора

сопротивление Re должно обеспечивать ток насыщения транзистора <

/б = 5/к/Р,

где 5=/б бгр - коэффициент насыщения; /grp - граничное значение тока базы.

Анализ схем включения СИД показывает, что схемы на рис. 1.8,в, г имеют более высокое быстродействие и являются генераторами тока, если их не доводить до насыщения. Схема на рис. 1.8,6 является генератором напряжения, и следовательно, ток через СИД определяется сопротивлением нагрузочного резистора СИД.

Наибольшим быстродействием обладают схемы на рис. 1.8,в,г. Их различие состоит в том, что в схеме на рис. 1.8,г СИД подключен к общей шине. Следует также отметить, что значение тока через СИД определяется его внутренним сопротивлением. Для устранения этих нестабильностей необходимо повышать напряжение питания и„, так как нестабильность, вносимая транзистором и СИД,

где Af/н - нестабильность из-за изменения падения напряжения на транзисторе и СИД.

Таким образом, чем больше Un, тем больше должны быть сопротивления Як и Ru и, следовательно, меньше будет сказываться влияние внутреннего сопротивления СИД.

При использовании СИД в двухволновых устройствах следует различать четыре варианта включения СИД опорного и измерительного каналов: встречно-параллельное; последовательное; встречно-последовательное, раздельное (независимое) включение.

В табл. 1.4 приведены варианты включения СИД и их схемы замещения, составленные с учетом следующих допущений. Для схем включения 1,2 считаем, что СИД Ui, Ui имеют идентичные характеристики, и составляем схему замещения для одного из СИД. Рассмотрим в отдельности каждый из вариантов включения.

При встречно-параллельном включении СИД питание осуществляется от генератора переменного тока. В один из полупериодов



Схема включения СИД

Схема замещения

Расчетные формулы

Un-UcM-r! jh+h)


Uu-и CMl-и CM2


л = /2, £l = £2, /l =

<1)

ii-C

Ual-UcKl Яя1 + Г д1 Ua2-f CM2

t/nl-и CMl-I if Д1

i/n2-f/c«I2-/д!

Примечание. 17, [Гщ, [72 - напряжения источников питания; Hj, Hj -сопротивление нагрузочных резисторов; /,, /г -токи через СИД; Гд - динамическое сопротивление СИД; Лоь Но2 -обратные сопротивления СИД; - прямое падение напряжения ва СИД.

включается один СИД, в другой полупериод - второй. Следовательно, если подобраны идентичные СИД, то на точность измерения не влияет нестабильность питающихся импульсов. Расчетные соотношения для этого варианта включения СИД приведены в табл. 1.4. При этом считаем, что СИД идентичны и расчет произведен для одного из них.



Достоинством последовательного варианта включения является простота схемной реализации источника питания. Недостатком является необходимость применения двух фотоприемпиков, причем каждый из них должен воспринимать излучение только одного СИД, т. е. этот вариант не обеспечивает временного разделения потоков от каждого импульса излучателя. Однако применение комбинации фотодиод - фоторезистор дает возможность реализовать операцию отношения сигналов от потоков обоих СИД. Основная погрешность последовательного включения СИД связана с нестабильностью характеристик двух фотоприемников, раздельно чувствительных к потокам первого и второго СИД. Эта схема может быть применена при невысоких требованиях к устройствам контроля (абсолютная погрешность свыше 3%).

Следующим вариантом включения СИД является встречно-последовательное включение. Для определения тока, протекающего через СИД, сделаем допущения, что СИД имеют идентичные электрические параметры. Как и при первом варианте включения, здесь питание осуществляется от генератора переменного напряжения. Недостатком является отсутствие раздельного выравнивания потоков излучения. Данная схема может найти применение в индикаторах предельных значений влаги.

Последним вариантом является раздельное независимое включение СИД. В этом случае составляют уравнения для обоих цепей с СИД в отдельности и из них находят токи и нагрузочные сопротивления.

Достоинства последней схемы включения - возможность независимого питания СИД, взаимного выравнивания потоков излучения и временное разделение этих потоков.

).3. МЕТОДЫ КОМПЕНСАЦИИ ВРЕМЕННОЙ

И ТЕМПЕРАТУРНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ

СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ

Одной из основных характеристик СИД является их временная и температурная стабильность мощности излучения. Выявление и устранение дестабилизирующих факторов имеют большое значение.

Рассмотрим существующие методы стабилизации интенсивности излучения СИД: термостатирование; изоляция СИД от различного рода дестабилизирующих воздействий [8]; введение в цепь питания СИД термочувствительных элементов с обратной температурной характеристикой (см. рис. 1.9,6) [10]; выбор оптимальных сопротивлений цепи питания СИД [9, 10]; стабилизация рабочего режима введением обратной связи по термозависимому параметру СИД; стабилизация вводом обратной связи по оптическому каналу. На рис. 1.9 приведены схемы стабилизации интенсивности излучения.

Первый и второй способы стабилизации интенсивности излу-челия СИД позволяют уменьшить нестабильность его излучения,



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


0.0165