Преобразователь тока в напряжение

 

Выполнила: Проверил:

 

Голдобина Елена Пасынков Ю.А.

 

Группа: АО-91

 

Факультет: АВТ

 

 

НОВОСИБИРСК-2001

 

 

Содержание:

 

1. Введение

 

 

2. Технические данные для проектирования

 

 

3. Структурная схема преобразователя

 

 

4. Уравнение преобразования

 

 

5. Анализ погрешностей

 

 

6. Принципиальная схема

 

 

7. Расчет инструментальных погрешностей

 

 

8. Заключение

 

 

9. Список используемой литературы

 

 

10. Спецификация элементов

 

 

Введение

 

В настоящее время существуют различные преобразователи физических величин, например: напряжения в ток, сопротивления в постоянное напряжение, частоты в напряжение.

 

Преобразователи одной величины в другую широко применяются в радиоэлектронике, микроэлектронике и системах сбора и обработки данных. При построении таких преобразователей используются операционные усилители. Это позволяет значительно увеличить выходное сопротивление схемы, тем самым, уменьшив влияние на работу последующих звеньев.

 

 

2. Технические данные для проектирования.

 

а) Основные данные

 

 

б) Дополнительные

 

 

 

3. Структурная схема преобразователя.

 

 

Схему преобразователя структурно можно представить в следующем виде:

 

 
 

 


где

1) – шунт

2) – операционный усилитель

 

IBX – входной ток

UНОМ – номинальное выходное напряжение.

 

4. Уравнение преобразования

 

Выходное напряжение, падающее на нагрузке, прямо пропорционально току, сопротивлению шунта и коэффициенту усиления масштабного усилителя:

 

 

 

5. Анализ погрешностей

 

В данной схеме присутствует только инструментальная погрешность, так как методическая погрешность, связанная с сопротивлением источника, равна нулю (считаем, что источник идеальный, т.е. его внутреннее сопротивление равно нулю).

Поэтому рассмотрим только инструментальные погрешности:

1. Погрешность от допусков резисторов

2. Погрешность от ТКС резисторов

3. Погрешность от Есм

4. Погрешность от входных токов.

 

6. Принципиальная схема.

 

 


Расчет элементов схемы:

 

Начальные данные:

 

и - дополнительно выбранный диапазон температур.

 

 

Выбор операционного усилителя.

 

Операционный усилитель должен иметь малую разность входных токов. Выберем ОУ серии К544УД2А. Разность входных токов этого ОУ

Мы выбираем такой усилитель для того, чтобы минимизировать погрешность от разности входных токов, так как в цепь усилителя нельзя включить резистор, компенсирующий влияние этого параметра.

 

Расчет резисторов.

 

 

 

7. Расчет погрешностей

 

К данной схеме принимаются следующее допущение:

Резисторы R1,R2 откалиброваны и полностью соответствуют свои номиналам. За счет этого мы не рассматриваем погрешность от допусков этих резисторов.

Погрешность от Есм устраняется путем введения в схему ОУ подстроечного резистора.

 

Имеем уравнение выходного напряжения:

 

 

Рассчитаем следующие погрешности:

 

а) Погрешность от допуска сопротивления шунта

 

Погрешность допуска сопротивления шунта составляет 0,05% или 15нОм.

 

 

б) Погрешность от ТКС резисторов:

 

Выберем резисторы R1,R2 из серии С2-29В.

У данного типа резисторов

 

погрешность d1 от ТКС R2

 

 

погрешность d2от ТКС R1

 

 

 

б) Погрешность от ТКЕСМ

 

 

 

 

б) Погрешность от ΔIBX.

 

Общая погрешность

 

Это значение не удовлетворяет заданной погрешности. Поэтому целесообразно поднять уровень погрешности до 0,1%, что не окажет большого влияния на точность работы схемы.

8. Заключение.

 

Данная схема преобразователя напряжения в ток достаточно проста, но в то же время обеспечивает необходимую точность преобразования (погрешность преобразования не более 0,1% ) . Данные качества позволяют широко использовать эту схему в измерительных системах и системах обработки сигналов.

9. Список используемой литературы:

 

1. Конспект лекций Пасынкова Ю.А.по схемотехнике за 2001 год.

2. Хоровиц П., Хилл У. ”Искусство схемотехники”

3. Кунов В.М. Операционные усилители. Справочник. Новосибирск, 1992.