Раздел: Документация
0 ... 38 39 40 41 42 43 44 ... 82 Если R2 = Rs = /x>4 = JR и Rt—R + AR, то выходное напряжение определяется выражениями вых =(#1 + R, + П + Г2)~№ + *) = = --(А/? + -г2). (5-12) Как видим, при г{~г2 одинаковые изменения сопротивлений проводов не приводят к изменению выходного напряжения. В тех случаях, когда на объекте измерения установлены все четыре резистора мостовой цепи, можно применить схему, по-  Рис. 5-12 Мостовые преобразователи сопротивления в напряжение казанную на рис. 5-12,6. В этом ПСН используется шестипро-водная соединительная линия. Напряжение питания на мост подается с помощью двух ОУ и четырех проводов. Это дает возможность поддерживать на вершинах питающей диагонали моста напряжения +UQ и —U0 вне зависимости от сопротивлений соединительных проводов г\ — г4. Влияние проводов г5, г6 исключается при применении последующего усилителя с высоким входным сопротивлением. Если на измерительный объект выносится только полумост, т. е. два из четырех резисторов моста, то также можно применить схему ПСН рис. 5-12,6. В этом случае на объект выносятся резисторы Rl, R2 (или R3, R4) моста; два других резистора R3 и R4 (или Rt и R2) присоединяются не к выходам ОУ1 и ОУ2, а непосредственно к источникам питающих напряжений + Uq и —Uu. Возможно практически полное исключение влияния линии, соединяющей мостовую цепь с ПСН, и при применении пятипро-водной линии (рис. 5-12, в). Здесь на верхнюю вершину а моста подано с помощью ОУ1 напряжение UQ(Ua= t70). На нижней же вершине Ъ с помощью ОУ2 поддерживается напряжение, при котором обеспечивается равенство нулю потенциала на левой вершине с моста. А это равенство может быть достигнуто только при условии, что Ub=—UqRz/Ri. Выходное напряжение в данном случае будет определяться выражением  Рис. 5-13. Мостовые преобразователи сопротивления в напряжение с линеаризацией fa и в) и граф, соответствующий первому преобразователю (б) рис. 5-13, а. Если бы выходная диагональ моста не была нагружена, то напряжение на этой диагонали было бы U £ RiRj — R2R3 я (Ri + R2)(RS + Rd Эта формула показывает, что мостовая цепь на холостом ходу будет обеспечивать линейное преобразование приращения сопротивления в напряжение UK только в двух случаях. Во-первых, тогда, когда мост имеет два активных плеча, изменяющихся дифференциально, например Ri=R + AR, R2 = R— А/?, R3 = R4 = R- Во-вторых, тогда, когда все четыре плеча активные, так что Ri = Ri=R + AR, R2 = R3 = R— AR. Если же под воздействием измеряемой величины изменяется только одно плечо моста, то его функция преобразования будет нелинейной. С помощью ОУ можно линеаризовать функцию преобразования моста. Как мы видели, линеаризация обеспечивается в ПСН по схеме рис. 5-12, a — формула (5-12) и в ПСН по схеме рис. 5-12, в — формула (5-13). Еще одним методом линеаризации является введение в ПСН цепи положительной обратной связи. Простейший ПСН такого типа показан на рис. 5-13, а. Исходя из графа рис. 5-13, б, для этого ПСИ получаем V вых G3G125 — G1G3467 ЕGsGom, — GJj 6и125 Принимая Ri = R2 = Ri = R и R4 — R + AR, упростим полученное равенство: -- + (* + Л*) U выхК (5-14) Установим следующие соотношения между сопротивлениями 1 1,1 резисторов: = ~т, г (это нужно для того, чтобы выход- Кс,Дб7 ное напряжение было равно нулю, когда мост уравновешен) и = 2-~- (это нужно, чтобы обеспечить линейную зависи- f<7as мость С/вых от AR). Тогда получим вых А/? Rb £ ~ R R Принятые соотношения позволяют найти сопротивления резисторов R6 и R7, если известны сопротивления R и R5: о р 2R5 4- R . n op I р а5+ д Цепь линеаризующей положительной обратной связи можно вводить и по-другому, изменяя напряжение питания мостовой цепи (рис. 5-13, б). В ПСН по этой схеме усилитель ОУ1 обеспечивает симметричное питание моста, а ОУЗ суммирует стабильное напряжение U0 и выходное напряжение ОУ2. Если к вершинам питающей диагонали моста приложены напряжения ±Е, то на выходе ОУ2 получим U — Е2 2(5-15) вых 2R + HR RJ2 К 1 Как нетрудно увидеть из рис. 5-13, в, напряжение питания определяется выражением E=u+uw-%-.(5-16) Объединяя (5-15) и (5-16), находим /?4 [2ЯЯ3 +AR (R1R3-2R2R6-R1R6) ] " {~ Если положить RiRa — 2R2R5~RlR5 = 0, т. e.#a/#e = 1+2£a//?lt то будет обеспечена линейная зависимость 1/вых от UА# Я5 Л , g ff2 \ г/ 0 ... 38 39 40 41 42 43 44 ... 82
|
