ОБГРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИЛАДУ - Цифровий вимірювач ваги

Для того, щоб визначитись із структурною схемою цифрового вимірювача ваги, необхідно вибрати первинний перетворювач, датчик ваги. Згідно індивідуального завдання він має бути тензорезистивного типу.

Датчик ваги - електронний пристрій, що складається із металевого корпуса з вбудованими тензорезистивними елементами, який передає електронний сигнал вторинній реєструючій апаратурі. Металевий корпус датчика знаходиться під безпосереднім впливом зовнішніх сил, які в певній мірі деформують корпус. Деформації діють на електронні компоненти, які в свою чергу передають сигнали відповідної сили, конвертовані в прийняту користувачами величину - вагу.

Виберемо тензорезистивний первинний перетворювач Мерадат К-11-Д з наступними характеристиками, що наведені в таблиці 1.

Таблиця 2.1 - Характеристики датчика Мерадат К-11-Д

Максимальна межа вимірювання (МЖВ)

15; 30; 45; 60; 100; 150 (кг)

Робочий коефіцієнт перетворення (РКП)

2,0±0,002 (мВ/кг)

Комбінована похибка

±0,05 (% от РКП)

Нульовий коефіцієнт передачі (НКП)

±1 (% от РКП)

Вхідний опір

400±10 (Ом)

Вихідний опір

352±2 (Ом)

Максимальна напруга живлення

15 В

Даний первинний перетворювач задовольняє умовам індивідуального завдання, оскільки він тензорезистивного типу і дозволяє вимірювати вагу від 0,1 до 100 кг.

Оскільки вихідним сигналом датчика є напруга, то для вимірювання її використаємо цифровий вольтметр послідовного наближення.

Розглянемо принцип роботи цифрового вольтметра послідовного наближення.

Суть послідовного наближення полягає у порівнянні вимірюваної UX і компенсуючої UK Напруги, що змінюється рівномірними ступенями. Відлік результату вимірювання здійснюється в момент рівності (з заданою точністю) цих величин. Для циклічного одержання вимірювальної інформації необхідно повторювати вимірювальний цикл. На рисунку 1.1 наведено структурну схему цифрового вольтметра послідовного наближення, часові діаграми його роботи на рисунку 1.2.

структурна схема цифрового вольтметра послідовного наближення

Рисунок 1.1 - Структурна схема цифрового вольтметра послідовного наближення

Основними елементами приладу є компаратор ПП, RS-тригер Т, схема збігу SW, генератор опорної частоти G, двійковий лічильник ЛТ, цифро-аналоговий перетворювач ЦАП і цифровий відліковий пристрій.

часові діаграми роботи цифрового вольтметра послідовного наближення

Рисунок 1.2 - Часові діаграми роботи цифрового вольтметра послідовного наближення

За командою "Пуск" (момент часу T1) тригер Т встановлюється в одиничний стан і відкриває схему збігу SW. Імпульси опорної частоти F0 з виходу генератора G надходять на вхід двійкового лічильника ЛТ, змінюючи тим самим код на його виходах. З виходів ЛТ двійковий код надходить на входи ЦАП і перетворюється там в аналоговий сигнал UK. Прихід кожного імпульсу F0 від генератора G формує нову сходинку компенсуючої напруги UK на виході цифро-аналогового перетворювача. У момент часу T2, коли UX = UK, тригер Т сигналом "Стоп", який формується на виході компаратору, встановлюється в нульовий стан і закриває схему збігу SW. Таким чином, у лічильнику СТ сформується двійковий код N, що визначається співвідношенням

Де H - крок квантування; П - розрядність двійкового лічильника.

Час перетворення таких вольтметрів є змінним і залежить від вимірювальної напруги, а похибка в основному визначається похибкою ЦАП і величиною зони нечутливості компаратора.

Похожие статьи




ОБГРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИЛАДУ - Цифровий вимірювач ваги

Предыдущая | Следующая