機(jī)電類自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用第二章第五節(jié)多媒體課件(編輯修改稿)
2025-08-15 19:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1＝ Ud－ Ub才有放大作用 ， 疊加在 Ud、 Ub上的對(duì)地共模電壓將自動(dòng)抵消 ，基本不會(huì)在放大器的輸出電壓Uo2中反映出來。放大倍數(shù)： K＝ Rf1 /R 11。 運(yùn)放的共模抑制比應(yīng)大于 120dB。開環(huán)電壓上升時(shí)間應(yīng)小于 1μs。 b d 1 2 1 運(yùn)算放大器可以采用 OP07系列等低溫漂運(yùn)放 。 第一級(jí)放大電路的計(jì)算 減法差動(dòng)放大 器的 直流差模放大倍數(shù) : 若選用 Pt100標(biāo)準(zhǔn)熱電阻 ， 當(dāng) t＝ 100℃ 時(shí) ， 查 Pt100分度表 ， 得到 R100℃ =,R2=R3=R4=100Ω， 選用 精密錳銅線繞電阻 。 設(shè)橋路電源的原始電壓 Ui=，當(dāng) R7=25Ω， 忽略 r r RP1的影響時(shí) ， 真正施加到 三線橋路的電源電壓 Uac=。 由分壓比公式 ， 可得橋路的輸出電壓為： 若希望 t＝ 100℃ 時(shí) ， 放大器的輸出電壓為整數(shù)值 ， Uo2＝ ， 則要求 : f11RKR??f116 .7 7RK R??減法放大器 4個(gè)主要電阻阻值的確定 若希望 t＝ 100℃ 時(shí) ， 放大器的輸出電壓 Uo2＝ ，則 K= 。 Rf的取值不能太小 ， 一般應(yīng)大于 10kΩ。 若考慮到非理想運(yùn)放的輸入失調(diào)電流和失調(diào)電壓以及輸入偏置電流均不為零 ,則 Rf不應(yīng)超過 1MΩ 。 為了增大橋路的負(fù)載電阻 ，減小對(duì)橋路的影響 ， 可以取R11=R12為整數(shù)值 100kΩ， 則R13=Rf的理論值約為 677kΩ，取標(biāo)稱值 680kΩ。 第二級(jí)放大電路的設(shè)計(jì) 為了能調(diào)整輸出電壓的大小 ， 在上頁放大器的右邊 ，再連接一個(gè)如下圖所示的反相放大器 A2。 放大倍數(shù)： K2 ＝ Rf2 /R21 。 第一級(jí)放大器的輸出Ui2=， 若希望在被測(cè)溫度在 100℃ 時(shí) ， Uo2達(dá)到 4V, 3 則 K2＝ 4倍。 一般 100kΩ ＞ R21 ＞ 1kΩ若 R21取 20kΩ ，則 RP2+R21＝ Rf2＝ 80kΩ 第二級(jí)放大器阻值的計(jì)算 上述 Rf2為 80kΩ， 再 設(shè) RP2取 Rf2的 1/4， 為 20kΩ ， 則R22＝ (Rf2189。RP2)＝ 8010＝ 70kΩ， 取標(biāo)稱阻值為 68kΩ 。 當(dāng) RP2調(diào)節(jié)到 0Ω時(shí) ，第二級(jí)的放大倍數(shù)為 ； 當(dāng) RP2調(diào)節(jié)到 20kΩ時(shí) ， 第二級(jí)的放大倍數(shù)為 。 輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍為： ~。 3 電阻標(biāo)稱值簡介 放大器濾波電容的計(jì)算 Rf2兩端必須并聯(lián)一只濾波電容器 ， 以濾除 50Hz的干擾 。 濾波電路的時(shí)間常數(shù) ι＝ RfCf應(yīng)大于 10T50Hz，即 200ms。 若 R的單位為 kΩ， C的單位為 μF， 則 ι的單位為 ms。 在上例中 ， 設(shè) Rf2＝ 80kΩ ， ι＝ 20T50Hz ＝ 400ms ， 則 Cf＝ 5μF， 可取標(biāo)稱值容量 ,且 不能用 電解電容 ， 通常選用獨(dú)石電容 （ 疊層磁介電容 ） 。 電容的標(biāo)稱值為 ( 10n)： 、 、 、 、 電容標(biāo)稱值簡介 放大器電源電壓的選取和退耦 考慮到 常用的單片機(jī) A/D轉(zhuǎn)換器的最大轉(zhuǎn)換電壓為 5V， 本項(xiàng)目的放大器 正 、 負(fù)電源取標(biāo)稱電壓 177。 6V。 放大器的飽和輸出略大于 5V， 不至于使 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端產(chǎn)生過電流 。 放大器的正負(fù)電源 VCC、 VEE端還應(yīng)并聯(lián)約 磁介退耦電容 C C4， 濾除電源上的尖峰干擾電壓 。 三、系統(tǒng)的調(diào)試和測(cè)試 1． 系統(tǒng)的預(yù)調(diào)零 將鉑熱電阻置于冰水混合物中 （ 稱為 “ 冰點(diǎn)槽 ” ） ，將 不共地的 施加到電橋的電源端子上 ,RP1置于中間值 ,反復(fù)調(diào)節(jié) “ 調(diào)零電位器 ” RP1， 使第二級(jí)放大器的輸出 Uo2=。 冰點(diǎn)槽 2． 半滿度 和 100~200℃ 段的校驗(yàn) 在已經(jīng)調(diào)零的基礎(chǔ)上 ， 將鉑熱電阻從冰點(diǎn)槽中取出 ，將 鉑熱電阻大部分插入電熱水桶中 。 開啟加熱電源 ， 從室溫開始 ， 至水沸騰時(shí) ， 靜置半個(gè)小時(shí) 。 調(diào)節(jié) “ 調(diào)滿度電位器 ” RP2， 使 Uo2為 。 在校驗(yàn)了 “ 半滿度 ” 后 ， 再使水逐漸降溫 ， 每隔 10℃ ，以 “ 工業(yè)級(jí) ” 0~150℃ 水銀溫度計(jì) 為準(zhǔn) （ 最小分度為℃ ， 允許誤差為 ℃ ） ， 記錄放大器在 100~0℃ “半程段 ” 對(duì)應(yīng)的輸出電壓值 。 3 ． 100~200℃ 段的校驗(yàn) 為了測(cè)量 100~200℃ 段 的輸出電壓值 ，
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