【正文】 (35) 當(dāng) U21和 N2為常數(shù)時，開方部分的輸出信號 U23與這部分的輸人信號 U11的開平方成正比。圖 33 中，輸人電路的運(yùn)算關(guān)系式為 U11=N1 (Ui1) 輸出電路的輸出信號，即整機(jī)輸出信號 U0為 U0=N0U23+1 將 U11，、 U0的關(guān)系式與式 (33)聯(lián)立求解可得 U0=N02121 UNN 1Ui ?+1 設(shè) K=N0 2121 UNN 則 U0=K 1Ui ? +1 在本開方器中， N1=1， N2=2,N0=2/3,U21=,故開方系數(shù) K=2。 將 K 值代人上式后得到開方器的運(yùn)算關(guān)系式為 U0=2 1Ui ? +1 圖 34 自激振蕩時間分割器 由運(yùn)算電路的工作原理可知，自激振蕩時間分割器的起振條件應(yīng)為 U23U11 U11是以 UB為基準(zhǔn)的 04V 直流電壓，取 U11的上限值 4V，即要求 U234V 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 20 由于 U23=N2U22=2U22 故要求 U222V 當(dāng) VT1飽和導(dǎo)通、 VT2截止時， U22即為 U21對電容 C8的充電電壓 (見圖 34)，若忽略 VT1的飽和壓降，則起振條件就是 本開方器 U21選定為 ，因此滿足振蕩器的起振條件： U222V 小信號切除電路 當(dāng)輸入信號小于滿量程的 %（即 Ui） 時，要求將開方器的輸出切除；當(dāng)輸入信號等于或大于滿量程的 1% （即 Ui? ）時 ，輸出按輸入信號的開方關(guān)系變化。 小信號切除電路如圖 35所示。它由 IC4等組成的比較器和作為電子開關(guān)的場效應(yīng)管。 VT晶體管 VT5等構(gòu)成。比例運(yùn)算電路的輸出信號 U23經(jīng)電阻 R13加至 IC4的同相輸入端，電壓 2U 經(jīng)電阻 14R 加至 4IC 的反相輸入端 圖 35小信號切除電路 當(dāng) U23 UL時，比較器輸出高電位，這時 VT6飽和導(dǎo)通， VT5截止。若忽略 VT6的飽和壓降，本級的輸出信號 U4=U23。當(dāng) U23UL時，比較器輸出低電位，這時 VT6 夾斷， VT5飽和導(dǎo)通，若忽略 VT5的飽和壓降，則 U4=0 (對 UB而言 )。 切除點(diǎn)電壓 UL的具體數(shù)值推導(dǎo)如下 : 當(dāng)輸人電壓 Ui 時，輸出被切除，這時對應(yīng)的電壓 UL確定 : 2 3 2 2 1 1 1 1 2 2 1 1iU N U U N N U U? ? ? =3 1?iU （ 36） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 21 當(dāng) Ui= 時，由上式可得到 ?U V 由于比較器是一正反饋放大器，它具有很高的放大倍數(shù)，所以當(dāng) Ui= 時，UL與 U23幾乎相等，即 VUL ? UL由穩(wěn)壓電源提供 (見圖 218)位器 RP5可改變 UL的大小，即改變切除點(diǎn)的電壓。 由式 (27)可知，當(dāng) Ui=15V時，相應(yīng)的 U23=06V，則 % a x23 ?? VVUU L 所以 Ui的 1%相應(yīng)于 U23的 15%。 比例放大電路 比例放大電路將自激振蕩時間分割器的輸出信號 U22放大，其輸出 U23，送至輸出電路。由于該電路采用同相輸入方式，具有很高的輸人阻抗，故不影響前一級電路的工作。比例放大電路示于圖 214。 若 IC3為理想運(yùn)算放大器，可得電路的運(yùn)算關(guān)系式為： U23=N0U22 （ 28） 式（ 28）中，比例系數(shù) N0為： 11010 11 2RN RR??? 圖 214 比例放大電路 輸出電路 輸出電路將電壓信號 U23 轉(zhuǎn)換成整機(jī)的輸出信號 0U 和 0I 。其電路原理如圖 215所示。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 22 電路的輸出電壓為： U。 =U23+UB9=U23+1 (29) 圖 217中， R22=250 歐，所以電路的輸出電流為 00 22 4 ~ 2 0UI mAR?? 考慮到 IC5輸出的下限電壓高于輸出電壓 U0的起始值，因此電路中增加了二極管 VD4。 開方器輸出電路的關(guān)系式為： 1321 232300 ???? UUNU 圖 215 輸出電路 當(dāng) U23UL(相應(yīng)的 Ui)時 VU 10 ? 當(dāng) U23=UL(相應(yīng)的 Ui=)時，可得到切除點(diǎn)的輸出電壓為 )( VU ???? 因此，當(dāng) Ui在 ， U23 在 06V范圍內(nèi)變化，相應(yīng)的開方器輸出電壓 U。在 范圍內(nèi)變化。開方器的輸人輸出關(guān)系示于圖 216。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 23 圖 216開方器輸入輸出關(guān)系曲線 0 1 2 3 4 5 Ui(V) 5 4 3 2 1 Uo 1 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 24 開方器電路圖 結(jié) 論 在該設(shè)計中，流量通過節(jié)流元件孔板測得倆側(cè)的差壓，差壓和流量成一定 的關(guān)系，通過，力平衡差壓變送器和開方器將流量和電壓信號成一定的比例進(jìn)而得到流量檢測裝置，在本次課設(shè)中遇到了許多的問題，主要有理論知識沒有網(wǎng)絡(luò)，不能相互聯(lián)系，其次自己的動手能力有待進(jìn)一步提高，還有對計算機(jī)等現(xiàn)代工具運(yùn)用不太熟練。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 25 參考文獻(xiàn) [1] 吳永生，方可人 .熱工測量及儀表 .北京 .中國電力出版社 .1995:235240 [2] 孫傳友，翁惠輝 .現(xiàn)代檢測技術(shù)及儀表 .北京 .高等教育出版社 .2021:4759 [3] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .第四版 .北京 .高等教育出版社 .2021:138165 [4] 童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .第二版 .北京 .高等教育出版社 .1999:5667 [5] 吳勤勤 .控制儀表及裝置 .第三版 .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .2021:4398 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 26