Разработка электрической структурной схемы

Разработка электрической структурной схемы

 

Для ввода трех различных видов аналоговой информации необходим аналоговый мультиплексор с числом коммутируемых каналов k=3.

Определяем число разрядов m адреса Ai для выбора одного из каналов аналогового мультиплексора (АМ) по формуле

 

 

 

Находим, что m =2.

Из трех известных типов АЦП (АЦП параллельного действия, инструментальные АЦП с поразрядным взвешиванием и АЦП с двойным интегрированием) выбираем наиболее подходящий тип АЦП для системы обработки данных (СОД) - инструментальный АЦП, имеющий один вход по управлению (СТ - запуск преобразования) и один выход состояния (КП - идентификация окончания преобразования).

Коэффициент передачи АЦП

 

 

 

где  - входное напряжение АЦП.

 

 

 

Коэффициент передачи аналогового мультиплексора (АМ)

 

 

 

 

Относительная погрешность датчиков, приведенная к концу шкалы

 

 

 

Погрешность АЦП, заключающаяся в погрешности квантования

 

 

 

где n - число разрядов АЦП.

 

 

 

Относительная погрешность коэффициента воспроизведения стабильного напряжения  в заданном диапазоне температур

 

 

 

где  - дрейф напряжения стабилизации;

Е_СТ - стабильное напряжение.

 

 

 

Структура канала датчика переменного напряжения

 

Максимальное выходное напряжение с датчика

 

 

 

где U _П1 - переменное напряжение, В;

k _Т1 - коэффициент передачи трансформатора напряжения.

 

 

Поскольку максимальное значение выходного напряжения с датчика меньше максимального входного напряжения АЦП В, то необходимо включить масштабирующий усилитель (МУ) между датчиком и АЦП (основой МУ является, как правило, операционный усилитель).

Коэффициент передачи МУ для датчика переменного напряжения

 

 

 

 

Коэффициент передачи канала СОД для датчика переменного напряжения

 

 

 

 

Относительная погрешность коэффициента передачи

 

 

 

где V _{МУ i} - дрейф нуля.

 

 

 

Суммарная погрешность датчика переменного напряжения

 

 

 

где δ _D -относительная погрешность датчиков, приведенная к концу шкалы;

δ _интерп - погрешность интерполяции ОЭВМ.

 

 

 

 

Разработка электрической функциональной схемы

Расчёт параметров датчика постоянного напряжения

 

Максимальное выходное напряжение с датчика

 

 

 

 

Определяем коэффициент передачи K_Д делителя

 

 

Зададимся значением =10 кОм, тогда  находится по формуле

 

 

 

 

На делителе реализуем ФНЧ с частотой . Величина  рассчитывается по формуле

 

 

 

Разработка электрической структурной схемы

 

Для ввода трех различных видов аналоговой информации необходим аналоговый мультиплексор с числом коммутируемых каналов k=3.

Определяем число разрядов m адреса Ai для выбора одного из каналов аналогового мультиплексора (АМ) по формуле

 

 

 

Находим, что m =2.

Из трех известных типов АЦП (АЦП параллельного действия, инструментальные АЦП с поразрядным взвешиванием и АЦП с двойным интегрированием) выбираем наиболее подходящий тип АЦП для системы обработки данных (СОД) - инструментальный АЦП, имеющий один вход по управлению (СТ - запуск преобразования) и один выход состояния (КП - идентификация окончания преобразования).

Коэффициент передачи АЦП

 

 

 

где  - входное напряжение АЦП.

 

 

 

Коэффициент передачи аналогового мультиплексора (АМ)

 

 

 

 

Относительная погрешность датчиков, приведенная к концу шкалы

 

 

 

Погрешность АЦП, заключающаяся в погрешности квантования

 

 

 

где n - число разрядов АЦП.

 

 

 

Относительная погрешность коэффициента воспроизведения стабильного напряжения  в заданном диапазоне температур

 

 

 

где  - дрейф напряжения стабилизации;

Е_СТ - стабильное напряжение.