Раздел: Документация
0 ... 36 37 38 39 40 41 42 ... 82 ваются схемы ПСН, разработанные с учетом подобных требований. ПСН с трехпроводной линией. Для уменьшения погрешности, обусловленной непостоянством сопротивления соединительных проводов, можно использовать трехзажимное подключение преобразуемого сопротивления к ПСН. Варианты подобных ПСН показаны на рис. 5-9. В ПСН по схеме рис. 5-9, а стабилизатор тока состоит из ОУ, работающего в режиме повторителя напряжения, стабилитрона Д, обеспечивающего опорное напряжение U0, и резистора Ro- Напряжение между входами ОУ можно приближенно считать равным нулю, так что при г2 = 0 напряжения на  Рис. 5-9. Преобразователи сопротивления в напряжение с трехпроводной соединительной линией стабилитроне Д и резисторе R0 одинаковы и противоположно направлены. Это означает, что стабилизируемый ток равен UQ/R0. Преобразуемое сопротивление Rx присоединяется к стабилизатору тока с помощью трехпроводной соединительной линии. Если пренебречь сопротивлением проводов этой линии, то выходное напряжение этого ПСН будет вь,х=£Л>-.(5-4) Поскольку выходное напряжение в данном случае снимается с выхода ОУ, то выходное сопротивление ПСН будет весьма кизким, как и в любом усилителе, имеющем цепь ООС по напряжению. Ток /д через стабилитрон Д (рис. 5-9, а) обеспечивается за счет источника напряжения +Е и резистора /?д. Принимая во внимание то, что напряжение Ua в точке а равно сумме U0 + l+вых, нетрудно найти этот ток: / Е-иа U0 Е „(Кх + Дв+Кд) Ro R%RnRo Как видим, нужно, чтобы было Е> U0( 1 +Rn/R0 + Rx/R0). Для устранения зависимости тока /д от значения Rx можно вместо источника +Е и резистора RR установить стабилизатор тока. Влияние соединительных проводов в ПСН по схеме рис. 5-9, а уменьшается за счет того, что один из этих проводов (ri) включен последовательно с Rx, второй (г2) — последовательно с R0, а третий (г3) — последовательно с высоким входным сопротивлением RBX ОУ. При учете этих сопротивлений и выполнении условий ri<C#x, Гг-ко, звх получим Vo--il+S—hl (5-5) Ra \ Rx Ro Таким образом, если Rx Ro (5-6) то реальная зависимость (5-5) будет близка к идеальной (5-4). Для реализации приближенного равенства (5-6) не требуется стабильности сопротивлений Г\ и г2; достаточно, чтобы Г\~г2 и Rx~Ro- Следовательно, выполнение проводов Г\ и г2 одинаковыми позволяет снизить вносимую ими погрешность, однако лишь при условии, что сопротивление Rx изменяется в сравнительно узком диапазоне относительно начального значения, равного Ro- В ПСН по схеме рис. 5-9,6 также используется трехпровод-ная соединительная линия, но здесь, кроме того, из выходного сигнала вычитается постоянное значение, соответствующее начальному значению RH преобразуемого сопротивления Rx. Сопротивление Ro выбирается равным этому начальному сопротивлению R0 = Ru- Учитывая, что на Н-вход ОУ подается напряжение U0/2, получим сУвыхRx + rt 1 I Rx + r! Л 1 R0-Rx + r2-rt U0R0 + r2 + 2 { R0 + r2 ) 2 R0 + r2 Как видим, если r{ = r2, то соединительная линия не будет вносить аддитивной погрешности, однако мультипликативная погрешность, обусловленная наличием слагаемого г2 в знаменателе правой части (5-7), не корректируется. ПСН с четырехпроводной линией. Более полная коррекция погрешностей, вызванных наличием соединительной линии, возможна при четырехзажимном подключении преобразуемого сопротивления. На рис. 5-10 показаны примеры схем ПСН с четырехпроводной линией. Схема рис. 5-10, а подобна рассмотренной выше схеме рис. 5-9, б. Но в данном случае на выходное напряжение влияет только один из четырех проводов линии: U вых Rx Выбирая сопротивление RQ достаточно большим (одновременно пропорционально увеличивая напряжение UQ), так чтобы с требуемым запасом выполнялось соотношение /оП, мы можем существенно уменьшить погрешность, вызываемую нестабильностью сопротивления Г\. Сопротивления же г2 и г4 в данном случае входят в прямую цепь усилителя, охваченного глубокой ООС, и поэтому их влияние на выходное напряжение пренебрежимо мало. Сопротивление провода г3 несколько увеличивает выходное сопротивление ПСН, что несущественно, если последующие устройства имеют высокое входное сопротивление. Так же, как и в ПСН по схеме рис. 5-9,6, в ПСН по схеме рис. 5-10, а может быть введен резистивный делитель, подающий  Рис. 5-10. Преобразователи сопротивления в напряжение с четырехпроводной соединительной линией (а и б) и соответствующий втором\ пребпазочателю граф (в) часть напряжения на Н-вход ОУ и обеспечивающий равенство нулю выходного напряжения при некотором начальном значении сопротивления Rx. ПСН, схема которого показана на рис. 5-10,6 [60], основан на рассмотренном нами ранее стабилизаторе тока, представляющем собой ОУ с отрицательной и положительной обратными связями (см. рис. 5-7, а). Здесь также применена четырехпро-водная линия, однако погрешности от сопротивления ее проводов корректируются неполностью. На рис. 5-10, в показан граф этого ПСН. Для упрощения обозначений на этом графе принято, что г2 = 0 (ниже мы учтем наличие г2). Исходя из графа, находим отношение с/ВЫх/о, которое после несложных преобразований выражается следующим образом: Ri + ri \ , nRx (5-8) сУвых + #2 ) Rt R, \ri 1 \ Rt R Учтем теперь наличие неравного нулю г2, для чего подставим в (5-8) вместо Ri сумму R\ + r2. Одновременно опустим члены № 0 ... 36 37 38 39 40 41 42 ... 82
|
