3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) icon

3. Преобразователи напряжения в ток (пнт)



Назва3. Преобразователи напряжения в ток (пнт)
Дата конвертації30.12.2012
Розмір54.33 Kb.
ТипДокументи
джерело
1. /KONSPEKT/Копия Часть15.doc
2. /KONSPEKT/Полный конспект 2005.doc
3. /KONSPEKT/ЧАСТЬ12.DOC
4. /KONSPEKT/ЧАСТЬ1_2.DOC
5. /KONSPEKT/ЧАСТЬ3.DOC
6. /KONSPEKT/ЧАСТЬ4.DOC
7. /KONSPEKT/ЧАСТЬ5_6.DOC
8. /KONSPEKT/ЧАСТЬ7.DOC
9. /KONSPEKT/Часть13_14.DOC
10. /KONSPEKT/Часть8_11.DOC
Коммутаторы аналоговых сигналов
1. Введение Основные термины и определения
12. инструментальные усилители
1. Введение Основные термины и определения
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт)
4. активные фильтры
5 Идеальный однополупериодный выпрямитель
7. Интегральный четырехквадрантный перемножитель напряжения
13. методы Измерения параметров жидкостей и газов
8. Цифро-аналоговые преобразователи Классификация цап

3.Преобразователи напряжения в ток (ПНТ)


При передаче по линии связи аналоговой информации об измеряемой величине наибольшее распространение получили токовые сигналы, так как значение протекающего тока одинаково во всех точках контура и, соответственно, на передаваемую информацию не оказывает влияние сопротивление линии связи. Это условие выполняется, если линия связи не имеет токов утечки.

Нормализованными токовыми сигналами являются значения токов:

0…5 мА, 0…10 мА, –5…5 мА, –10…10 мА, 4…20 мА.

Последний стандарт позволяет передавать информацию об измеряемой величине непосредственно по шинам питания измерительного преобразователя и, поэтому, в настоящее время получил наибольшее распространение.

3.1.Преобразователи напряжения в ток для незаземленной нагрузки


Преобразователь напряжения в ток для незаземленной нагрузки может быть представлен следующей схемой:

Операционный усилитель DA будем считать идеальным:

  • коэффициент усиления по напряжению

KU  ;

  • входное сопротивление усилителя RВХ  ;

  • выходное сопротивление усилителя

RВЫХ  0;

  • U+ = U;

  • IВХ+ = IВХ = 0.

Линия передачи используется в качестве обратной связи.

Запишем уравнения для узла  данной схемы:

= IОС + IВХ, (3.1)

поскольку U+ = U = 0 и IВХ = 0, IОС = . (3.2)

Недостатки такой схемы преобразователя:

  1. Схема может быть использована только для незаземленных линий связи (приемник и источник имеют гальваническое разделение).

  2. Должно выполняться условие:

|UВЫХ ОУ| < UВЫХ m. (3.3)

учитывая, что

UВЫХ ОУ = (2RL + RН), (3.4)

получим следующее условие преобразования напряжения в ток:

2RL + RH < , (3.5)

где UВЫХ m — максимальное выходное напряжение усилителя.

Схема с увеличением выходного тока


Схема ПНТ с увеличением выходного тока представлена на рис. 3.2. Операционный усилитель DA будем считать идеальным. Запишем уравнения для данной схемы:

U+ = UВХ, (3.6)

U- = IR0R0, (3.7)

откуда IR0 = . (3.8)

Учитывая, что IR0 = IЭ, I = IK, запишем

IK = IЭ + IK0. (3.9)

Можно сказать, что

I = + IK0, (3.10)

не зависит от RL вследствие малости IK0.

Недостатки схемы преобразователя с увеличением выходного тока:

  1. Линия передачи соединена с источником питания передатчика (диапазон изменения RL зависит от напряжения ЕK).

  2. Можно формировать только однонаправленный ток с максимальной амплитудой

Im  IОУ m, (3.11)

где IОУ m — максимально допустимый ток операционного усилителя;

 — коэффициент передачи транзистора.

Преобразователь напряжения в совокупность взвешенных выходных токов


Схема преобразователя напряжения в совокупность взвешенных выходных токов представлена на рис. 3.3.

Если нужно питать несколько нагрузок одинаковым током, можно использовать комплиментарные транзисторы. В этой схеме

IНi = (3.12)

Если R1 = R2 = … = Rn, то

IH1 = IH2 = … = IHn.

При индуктивной нагрузке необходимо защищать транзисторы от обратной ЭДС с помощью фиксирующего диода.

3.2.Преобразователи напряжения в ток для заземленной нагрузки


Схема для заземленной линии связи (однополярная линия) с токовым зеркалом представлена на рис. 3.4. Токовое зеркало собрано на комплиментарных транзисторах VT2, VT3. Для данной схемы

IБ2 = . (3.13)

Ток IБ1 вызывает напряжение UБЭ1. Так как транзисторы комплементарны, UБЭ2 = UБЭ3. Поэтому

IБ2 = (UБЭ2) = IБ3. (3.14)

I2 = IK3 = IБ2 = I1 I1. (3.15)

Недостаток этой схемы в том, что в нагрузке можно сформировать ток только одной полярности. В двухполярной схеме (рис. 3.5) на транзисторах VT3, VT4 происходит автоматическое разделение полярности тока.


3.3.Преобразователи напряжения в ток
на базе использования операционных усилителей


Принципиальные схемы преобразователей напряжения в ток на базе использования операционных усилителей представлены на рис. 3.6.



Рис. 3.6 Принципиальные схемы преобразователей напряжения в ток
на базе использования операционных усилителей

Для схемы, представленной на рис. 3.6 а:


Ток через резистор R* можно определить как

, (3.16)

где u+ — напряжение на неинвертирующем входе усилителя.

Напряжение на неинвертирующем входе усилителя u+ можно выразить как

u+ = U2 – iR2R2, (3.17)

u+ = UВЫХ – iR4R4, (3.18)

где UВЫХ — выходное напряжение операционного усилителя;

iR2, iR4 — токи через резисторы R2 и R4, соответственно равные из ( 3 .17) и ( 3 .18).

iR2 = , (3.19)

iR4 = . (3.20)

По первому закону Кирхгофа

iR2 + iR4 = . (3.21)

Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя можно выразить как

u = . (3.22)

Поскольку у операционного усилителя

, (3.23)

подставим выражение ( 3 .22) в ( 3 .19) и ( 3 .20), а выражения ( 3 .19) и ( 3 .20) — в ( 3 .21). Получим

(3.24)

Для выполнения условия инвариантности тока по отношению к сопротивлению нагрузочной ветви необходимым и достаточным условием является

= 0, (3.25)

откуда следует, что R3R2 = R1R4. (3.26)

Воспользовавшись условием инвариантности ( 3 .26), можно получить зависимость тока в нагрузочной ветви от входных напряжений, подставив ( 3 .26) в ( 3 .24):

. (3.27)

Для схемы, представленной на рис. 3.6 б:


Поскольку входные токи операционного усилителя близки к нулю, токи через резисторы R4 и R5 соответственно равны

iR4 =, (3.28)

iR5 =. (3.29)

По первому закону Кирхгофа

iR4 + iR5 =. (3.30)

Напряжение на нагрузке

(3.31)

Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя можно определить по формуле ( 3 .22). Учитывая выражение ( 3 .23), подставим выражение ( 3 .22) в ( 3 .31), выражение ( 3 .31) — в ( 3 .28) и ( 3 .29), а выражения ( 3 .28) и ( 3 .29) — в ( 3 .30). Получим

(3.32)

Для выполнения условия инвариантности тока по отношению к сопротивлению нагрузочной ветви необходимым и достаточным условием является

= 0, (3.33)

откуда следует, что R2R3 = R1(R4 + R5). (3.34)

Воспользовавшись условием инвариантности ( 3 .34), можно получить зависимость тока в нагрузочной ветви от входных напряжений, подставив ( 3 .34) в ( 3 .32):

. (3.35)

Для схемы, представленной на рис. 3.6 в:


Поскольку входные токи операционного усилителя DA2 близки к нулю, ток в нагрузочной ветви

, (3.36)

где — напряжение на неинвертирующем входе усилителя DA2.

Заметим, что . Поскольку

= iR4R4, (3.37)

, (3.38)

напряжение . (3.39)

Подставив в ( 3 .39) выражение ( 3 .22) с учетом условия ( 3 .23), а затем подставив ( 3 .39) в выражение ( 3 .36), получим

. (3.40)

Для выполнения условия инвариантности тока по отношению к сопротивлению нагрузочной ветви необходимым и достаточным условием является

, (3.41)

откуда следует, что R2R3 = R1R4. (3.42)

Воспользовавшись условием инвариантности ( 3 .42), можно получить зависимость тока в нагрузочной ветви от входных напряжений, подставив ( 3 .42) в ( 3 .40):

. (3.43)





Схожі:

3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconВопросы к экзамену по курсу Измерительные средства Автоматики и управления Для специальности 210100 (Уиитс) 2010/2011 уч год
Преобразователи напряжения в ток (для незаземленной нагрузки, схема с увеличением выходного тока, преобразователь напряжения в совокупность...
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconТок-шоу «У камина»
Рисунок камина со свечами на нем, два кресла, журнальный столик, несколько мягких игрушек, таблица, объясняющая слова «ток-шоу»,...
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconПозакласний захід з інформатики для учнів 10-11 класів ток-шоу «інфоманія»
Методична розробка – сценарій проведення позакласного заходу з інформатики «Ток-шоу «Інфоманія» може бути використана у практиці...
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconКонтроллеры заряда аккумуляторных батарей для солнечных модулей
Контроллер на основе широтноимпульсной модуляции, оптимизирован для заряда гелевый и agm аккумуляторов, Автоматическое определение...
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconУважаемые коллеги! Предлагаю Вашему вниманию методическую разработку ток-шоу на тему: «Курение: модное увлечение, привычка, болезнь?»
Предлагаю Вашему вниманию методическую разработку ток-шоу на тему: «Курение: модное увлечение, привычка, болезнь?»
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconТема. «Электрический ток. Напряжение»
Совершенствовать практические навыки учащихся при сборке электрической цепи и умение пользоваться измерительными приборами
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconТренинг адаптации первоклассника. Занятие №1 Жила-была сказка… Цель: снятие эмоционального напряжения. Преодоление внутренних барьеров при знакомстве. Упр. «Паутинка»
Упр. «Паутинка». Поменяйтесь местами те, у кого голубые глаза (или: «кто пришел сегодня в брюках, (можно придумывать разные признаки)....
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconУрок повторения и обобщения по теме «Электрический ток в различных средах»
Показать практическую значимость знаний по данной теме в промышленности и технике
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconРабочая карта шифр задания
Домашнее задание. Выполните проектную работу по теме «Электрический ток» (обобщение), можно использовать групповую работу
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconРабочая карта шифр задания
Домашнее задание. Выполните проектную работу по теме «Электрический ток» (обобщение), можно использовать групповую работу
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт) iconТок- шоу «Чи модно бути патріотом?»
Зустріч учнів школи з відмінником бойової та політичної підготовки матросом корабля управління „Донбас” вмф україни, випускником...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©lib.znaimo.com.ua 2000-2014
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи