Электронные функциональные преобразователи

1. Электронные функциональные преобразователи

2. Нормирующие преобразователи

Преобразователь напряжения

3. Преобразователи тока в напряжение

4. Активный преобразователь переменного тока

Нормирующий преобразователь постоянного тока

5. Преобразователи сопротивления в напряжение с двухпроводной линией

6. Преобразователи сопротивления в напряжение с трехпроводной (а) и четырехпроводной (б) линией

7.

Мостовые преобразователи сопротивления
Rx
R3
U E
R1 R x R 2 R3
Rx = R0 +ΔR
Настройка моста: должно быть
U = 0 при ΔR = 0.
Для этого
R1 R2
R 0 R3
Тогда
R R1
U E
( R1 R0 R ) ( R1 R0 )

8. Преобразователь на базе моста с ОУ

Rx
U1 E
;
R1 Rx
U вых
R3
U2 E
;
R2 R3
R0 R
R3
1 K
E
K
R 2 R3
R1 R0 R
Настройка:
Тогда
U вых
R5
R
U1 1 U 2 5 .
R4
R4
R0
R3
1 K
K
R1 R0
R2 R3
U вых
R R1
E (1 K )
R1 R0 R R1 R0

9. Нормирующий преобразователь сигнала термопары

10. Формирователь сигнала активного тока системы управления СЭЭС «Ижора»

11.

Действующие значения напряжений U2 и U3 по теореме
косинусов:
U 2 U 2 U 12 2UU 1 cos( ) U 2 U 12 2UU 1 cos ;
U 3 U 2 U 12 2UU 1 cos .
При U1 << U
2
U
U
U
U 2 U 1 1 2 1 cos U 1 1 cos .
U
U
U
U1
U 3 U 1 cos .
U
Тогда
U вых 2U 1 cos .

12. Погрешность нелинейности

13. Обработка сигнала для вывода на цифровой индикатор

14. Преобразователи временных параметров сигнала

Пассивный преобразователь частоты в амплитуду
Комплексный коэффициент передачи:
R0 R 2
1 2 LC
K ( j )
R R0 R0 R (1 2 LC ) j L( R R0 )
При условии, что R0 << R
2
1 2
0
K ( j )
2
L
1 2 j
R0
0
где 0
1
LC
.
Представим ω в виде: ω = ω0 +Δω. При Δω = 0 выходное напряжение Uвых = 0.
При малых Δω
U вых
2 R
.
U
0 L 0

15. Активный преобразователь частоты в амплитуду

Настройка моста: C1
При этом W ( p)
C2
C ; R1 2 R2 R; C3 R3 2CR.
2
R3
R
(1 p 2C 2 R 2 ); K ( ) 3 (1 2C 2 R 2 ).
R
R
R3 2 2
Обозначим ω0 = 1/(RC). Тогда K ( ) ( 2 1 ).
R 0

16.

Пассивный преобразователь
частоты в напряжение
постоянного тока
Амплитуды токов: I C
j CU
;
1 j RC
Выходное напряжение U вых
Uвых = 0 при 0
1
LC
I L
U
.
R j L
RC
U1 U 2 U
1 ( RC ) 2
R 2 ( L) 2
R
.
Представим ω = ω0 +Δω. При Δω = 0 выходное напряжение равно нулю.
Максимальная чувствительность достигается при ωRC << 1; ωL >> R.
При малых Δω
U вых
2 R
.
U
0 L 0

17. Преобразователь напряжения в частоту

Функциональная схема ПНЧ
В процессе заряда напряжение на конденсаторе
I
kU вх
U C (t ) t
t
C
C
При очень малой длительности разрядного импульса
Fвых
1
k
U вх .
Т CU 0

18.

Примеры реализации ПНЧ
Схема а): компаратор переключается, когда напряжение на выходе
интегратора достигает порогового значения
R3
U пор U нас
.
R4
Выходное напряжение интегратора (прямой ход) меняется по закону
U
U инт (t ) U пор вх t.
R1C
U
U инт (T ) U пор вх T U пор . Отсюда
При t = T
R1C
U вх
R4
1
Fвых
U вх
Т 2U пор R1C
2U нас R1 R3 C

19.

Интегральный ПНЧ
Fвых
U вх
.
RI 0tи

20. ПЧН на базе формирователя импульсов стабильной площади

U вых U m Fвх t и .
Uвых = FвхС1R2Um

21. Быстродействующий ПЧН

Uвых = k/T = kFвх.

22. Допусковый контроль аналоговых сигналов и АПС