fl
ИЗМЕРЕНИЯ
Универсальный измерительный
преобразователь для резисторных датчиков
Александр Королев
г. Ессентуки
Бурное развитие электроники и
вычислительной техники оказалось
предпосылкой для широкой автома-
тизации самых разнообразных про-
цессов в научных исследованиях и
в промышленности: машинострое-
нии, приборостроении, медицине, в
физиологии растений иживотных, в
биофизике, в агрофизике и других
областях.
Однако реализация этой предпо-
сылки в значительной мере опреде-
ляется возможностями устройств -
датчиков для получения информации
о регулируемом параметре или про-
цессе.
К датчикам относятся все основ-
ные узлы электронной схемы для из-
мерения незлектрических величин,
расположенные непосредственно у
объекта. Необходимость преобра-
зования измеряемой неэлекгричес-
кой величины в адекватный ей элек-
трический сигнал послужила позд-
нее основанием для введения тер-
мина “измерительный преобразова-
тель”. Описание универсального
измерительного преобразователя
для резисторных датчиков приво-
дится в данной статье.
Следует перечислить разновид-
ность резисторных датчиков.
1. Датчики углового или линейно-
го перемещения, основанные на за-
висимости изменения реостата элек-
трического сопротивления при пере-
мещении.
2. Датчики температуры, основан-
ные на зависимости изменения элек-
трического сопротивления от темпе-
ратуры:
- резисторные психрометры (раз-
новидность резисторных датчиков
температуры), основанные на зави-
симости изменения электрического
сопротивления датчика от темпера-
туры двух датчиков: смоченного и
сухого (выполняются, как правило,
дифференциальными [1,2]).
3. Катарометры-датчики теплопро-
водности газов и газовых смесей, ос-
нованные на изменении (теплоотдачи
и температуры) электрического со-
противления терморезистора в зави-
симости от природы, изменения кон-
центрации газовой смеси:
- расходомеры газа (разновид-
ность катарометрических датчиков),
основанные на изменении (теплоот-
дачи и температуры) электрическо-
го сопротивления терморезистора в
зависимости от изменения скорости
расхода газовой смеси при постоян-
ной концентрации, например, в газо-
вой хроматографии.
4, Электрохимические датчики,
основанные на зависимости измене-
ния электрического сопротивления
жидкости, в зависимости от ее элек-
тропроводности, например, в кондук-
тометрических исследованиях [3].
5. Тензодатчики, основанные на
изменении сопротивления резистор-
ного элемента датчика под действи-
ем сил, давлений, деформации:
- тензоакселерометры (разновид-
ность тензодатчиков), основанные на
изменении сопротивления резистор-
ного элемента датчика под действи-
ем момента физической силы;
- датчики давления (разновид-
ность тензодатчиков), основанные на
изменении сопротивления резистор-
ного элемента мембраны датчика
под действием давления жидкости,
газа.
, 6. Фоторезисторные датчики, ос-
нованные на изменении сопротивле-
ния резисторного элемента датчика
под действием света.
Мы привели лишь самые основ-
ные типы датчиков, при желании
можно обратиться к справочным из-
даниям.
В описываемом преобразователе
(рис. 1) используется метод оптрон-
ной гальванически развязанной са-
мобалансировки, что отличает дан-
ную схему УИПРД более высокой точ-
ностью, линейностью, широким дина-
мическим диапазоном в сравнении с
тензометрическими станциями, вы-
полненными по обычной классичес-
кой схеме.
Из выше указанного списка, УИПРД
позволяет работать и отслеживать ди-
намику сложных процессов с помощью
следующих резисторных датчиков:
• датчики углового или линейного
перемещения;
• дифференциальные датчики
температуры;
• электрохимические датчики, по-
добно как в приборе [4];
• дифференциальные резистор-
ные психрометры, в агрофизических
исследованиях;
• тензодатчики для исследования
деформации почвы;
• тензоакселерометры;
• датчики расхода газа в газовой
хроматографии;
• фоторезисторные датчики, в
двулучевой спектроскопии.
УИПРД (выполнен на9-и (?пераци-
онных усилителях К140УД7) состоит
из низкочастотного генератора, согла-
сующего усилителя, измерительного
моста с резисторными датчиками, пи-
ковых детекторов, разностного усили-
теля, интегратора, цепи управления
оптроном и согласователя с регистра-
тором или контроллером, выполнен-
ного на активном 6-звеньевом филь-
тре нижних частот (ФНЧ) Баттервор-
та, который вычищает сигнал от его
помех - обертонов.
Н изкочастотный генератор f =8 кГц
на RC-цепи, операционном усилителе
DA1 и системы слежения за Кц выпол-
нен на основе автогенератора с мостом
Вина, с трехзвенной фазовращающей
цепью (задержка по фазе на 180°). В
генераторе для слежения за Кц введе-
на специальная цепь отрицательной об-
ратной связи по пиковым значениям
выходного напряжения. Если амплиту-
да превышает пороги срабатывания на
VT1, то подзаряжается конденсатор С4,
увеличивая смещение на затворе по-
левого транзистора VT1, его сопротив-
ление возрастает, а усиление операци-
онного усилителя DA1 уменьшается и
амплитуда выходного напряжения ста-
новится меньше, чем (заданный) уро-
вень ограничения.
28
U Радиолюбитель - 0 6 /2 0 0 7
предыдущая страница 28 Радиолюбитель 2007-06 читать онлайн следующая страница 30 Радиолюбитель 2007-06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст