94
қарапайымдануы мен датчиктерді орнатуға мүмкін болатын орындарды
кеңейтуге қызмет етеді.
3.2.2
Көппараметрлі датчиктерде электрондық түрлендіргіштерді
пайдалану мен жобалау ерекшеліктері
Электрондық
түрлендіргіштер
көптеген
датчиктердің,
әсіресе
интеллектуалды датчиктердің (ИД) ажырамас құрамдас бөліктері болып
табылады [70].
Заманауи қысым датчиктері – бұл әр түрлі құрамдас бөліктер,
сезімталдығы
жоғары
сенсорлар,
электрондық
сұлбалар,
микропроцессорлардың күрделі кешені (сурет 3.7).
Сурет 3.7 - MicroCap бағдарламасында моделденген электрондық қайта
жасаушының принциптік сұлбасы
3.3
Екінші ретті электронды жиілікті түрлендіргіштері бар
көппараметрлі датчиктерді моделдеу, жобалау және зерттеу
Датчиктердің шығыс сигналының жиілік пішімі шамамен ортада,
сигналдардың ұқсас және сандық пішімдері арасында тұрады.
Отандық және шетелдік құрал жасаудың тәжірибесі көрсеткендей,
резистивтік
датчиктердің
жиілік
түрлендіргіштерін
жасаудың
ең
перспективалық бағыттарының бірі оны жүзеге асырудың жалпыға белгілі
мысалдары ретінде импульсті кері байланысы бар кернеу жиілік түрлендіргіші
(КЖТ) және интеграциялаудың бағытын өзгертуі бар КЖТ болып табылатын
интеграциялық ашылатын қайта жасау әдісінің [30,с.20] негізінде оларды жасау
болып табылады. Осыған ұқсас қайта жасаушылардың құндылығы ретінде кең
қызметтік мүмкіндіктері, кедергіге төзімділік, сұлбаларын жүзеге асыру мен
дәлдеуінің
қарапайымдылығы,
технологиялылығы
болып
табылады.
Резистивтік датчиктер параметрлерін жиілік жинақтайтын орналастырушы
түрлендіргіштер (ЖЖОТ) (3.8, 3.9-суреттер) өлшеулердің жоғары деңгейдегі
95
дәл құралдардың уәкілетті тобын құрайды және практикада кеңінен
қолданылады.
а) б)
Сурет 3.8 - Жиілік жинақтайтын орналастырушы түрлендіргіштердің (а) және
өлшеу тізбегінің жалпыланған құрылымы
3.9-суретінде
көрсетілген
жиілік
жинақтайтын
орналастырушы
түрлендіргіштердің жасау әдістеріне жіктеу жүргізейік. Көптеген жиілік
жинақтайтын
орналастырушы
түрлендіргіштердің
екі
үлкен
жіктеу
тармақтарына бөлетін бірінші жіктеу белгісі ретінде өлшеу тізбегін
қуаттандыру түрі алынады. Осы белгі бойынша ЖЖОТ өлшеу тізбегі
қуаттандыру ауыспалы кернеуі (тоғы) бар түрлендіргіштер мен өлшеу тізбегі
қуаттандырудың тұрақты кернеуі (тоғы) бар түрлендіргіштерге бөлінеді.
Сурет 3.9 - ЖЖОТ жасау әдістерін жіктеу
Соңғылары, өз кезегінде, өлшеу тізбегіның шығыс сигналын үлгілеу
түрлендіргіштер мен үлгілеусіз түрлендіргіштерге бөлінеді. Өлшеу тізбегі
ауыспалы да және тұрақты да қуаттандыру кернеу жағдайларында
қарастырылып жатқан түрлендіргіштерінде өлшеу тізбегі қуаттандыру
96
кернеудің көлеміне байланысты нұсқалықтар қамтамасыз етілетінін, яғни оның
тұрақтылығына қатаң талаптар қойылмайтынын айта кету керек.
Сезімталдық шегін барынша азайту жағынан ЖЖОТ коррекция болу
белгісі бойынша бөлінеді. Сонымен қатар тексеру үзбей де және кезең
бойынша жүзеге асырылу мүмкін.
ЖЖОТ принциптік схемаларының қайта ЭТ қолданылатын бірнеше
түрлерін қарастырайық.
1. Өлшеу тізбегінің қуаттандырудың ауыспалы кернеуі бар резистивтік
датчиктер
параметрлерінің
жиілік
жинақтайтын
орналастырушы
түрлендіргіштері (3.10-сурет).
Сурет 3.10 - Трансформаторлық сызбасыз жиілік тензотүрлендіргіш
Бұл құралдың тензометрлік көпірі, 0У1 дифференциалдық күшейткіші,
0У2 базасындағы интеграторы, кері байланысқа оң тізбектегі кернеуді
бөлушісі (КБ) бар ОЕҚ-ға салыстырушы құрылғы бар. Тензо көпірді
қуаттандыру тік бұрышты импульстармен жүзеге асырылады. Салыстырушы
құрылғы іске қосылуының жиілігі тензо көпір иықтарының салыстырмалы ε
қостеңгерісінен шығыс мәніне тікелей тепе тең және келесі формуламен
анықталады:
и
вых
у
τ
4
1
ε
в
U
U
K
f
(3.1)
ондағы К
у
- 0У1 дифференциалдық күшейткішті тапсыру коэффициенті;
в
U
U
вых
- осы схема үшін кернеуді бөлушісі шығыс бөлгіші ретінде анықталатын
оның қосылу шегінің көлеміне салыстырушы құрылғы шығыс кернеудің
көлеміне қатынасы;
и
τ
- жинақтаудың уақыт тұрақтылығы.
0У1 дифференциалдық күшейткішке оның тапсыру коэффициентін
тұрақтандыру үшін теріс кері байланысты ендіру кезінде түрлендіргіштің
шамамен 0,1% қателігін алу мүмкін.
2. Өлшеу тізбегінің шығыс сигналы модуляцияланатын резистивтік
датчиктер
параметрлерінің
жиілік
жинақтайтын
орналастырушы
түрлендіргіштері
97
Осы топ тармағының түрлендіргіштерін екі топқа бөлуге болады: бірінші
топтағы түрлендіргіштерінде салыстырушы құрылғы қосылу тіреуіш
деңгейлер өлшеу тізбегіның тұрақты қуаттандыру кернеуінен беріледі; екінші
топтағы түрлендіргіштерге өлшеу тізбегінің қуаттандыру кернеуі салыстырушы
құрылғының кернеу жиілік түрлендіргіші қосылуының тіреуіш деңгейінен
беріледі.
Бірінші
топқа
жататын
жиілік
жинақтайтын
орналастырушы
түрлендіргіштері мысалы ретінде 3.11-суретінде көрсетілген сұлба қызмет ету
мүмкін. Схемада: тензометрлік көпір ТК; М1 және М2 екі модуляторлары;
ОК2-ге 0У1 және салыстырушы құрылғының операциялық күшейткіштің
базасындағы дифференциалдық интеграторы бар. Осы сұлбада, осы параграфта
қарастырылған одан кейінгілеріндей де, тензометрлік көпірді қуаттандыруы
±Uo екі кернеу көздерінен жүзеге асырылады. Осыған ұқсас қуаттандыру
көздерін қолдануы, біріншіден, интегратордың кіру жағында сигналды
құрайтын синфазалықты кемітуге және, екіншіден, МОП-транзисторларды
қолданумен
бірге
орындалған
модуляторларды
басқару
сұлбасын
қарапайымдатуға мүмкіндік береді.
Сурет 3.11 - Резистивтік датчиктер параметрлерінің жиілік
жинақтайтын орналастырушы түрлендіргіштері
Түрлендіру үдерісі мынадай теңдеумен сипатталады:
0
2
2
1
ε
2
и
д
0
0
и
и
0
и
C
C
U
T
R
R
C
U
U
,
(3.2)
осыдан қарастырылып жатқан құрылымды түрлендіру қызметін аламыз:
д
и
0
шыг
2
ε
1
C
R
f
T
f
,
(3.3)
Жоғарыда қарастырылған барлық түрлендіргіштер үшін,
- Салыстырушы құрылғы іске қосылудың тіреуіш деңгейлерінің тең
болмауымен;
Достарыңызбен бөлісу: |
