2.3.2. Расчёт согласующей цепи для цепи с делителем напряжения

Коэффициент передачи согласующей цепи:

Коэффициент обратной связи:

Сопротивление резисторов обратной связи:

Ток обратной связи найден в 2.3.1:

Мощность резисторов обратной связи:

Увеличиваем эту мощность в 1,25…1,5 раз во избежание перегрева резисторов и выбираем удобные значения:

Максимально допустимая погрешность согласующей цепи:

Погрешность цепи обратной связи:

Допустимые погрешности резисторов цепи обратной связи:

Принимаем погрешность равной ближайшему меньшему стандартному значению:

Тогда погрешность обратной связи равна:

Погрешность согласующей цепи:

Общая погрешность устройства:

что меньше допустимой погрешности в

Проверим, не переходит ли согласующая цепь в колебательный режим работы.

Так как то цепь не переходит в колебательный режим работы.

Максимальное значение выходного напряжения и максимальное показание прибора: 15 В, 150 делений.

Минимальное значение выходного напряжения согласующей цепи:

Минимальное показание прибора:

Примерное положение стрелки при минимальном и максимальном значениях измеряемой величины показано на рисунке 18.

Рис. 18. Примерное положение стрелки шкалы прибора при минимальном и максимальном значениях измеряемой величины при использовании последовательной измерительной цепи и согласующей цепи

Видно, что используется довольно большой участок шкалы (более 36 делений из 150) в её правой части. Значит, измерительная цепь с делителем напряжений и применением согласующей цепи подходит для контроля изменения заданной неэлектрической величины.

Так как функция преобразования цепи с делителем напряжения нелинейная, то чувствительность разная слева и справа от номинального значения выходного напряжения цепи. Значит, нужно найти номинальное значение напряжения выхода и показание прибора при этом значении.

Номинальное значение напряжения выхода:

Показание прибора:

Чувствительность на левом участке шкалы:

Чувствительность на правом участке шкалы:

Устройство с измерительной цепью в виде делителя напряжений с применением согласующей цепи имеет достаточно большую чувствительность и погрешность, меньшую требуемой, а значит, подходит для контроля изменения заданной неэлектрической величины.

2.3.3. Расчёт согласующей цепи для мостовой цепи

Коэффициент передачи согласующей цепи:

Коэффициент обратной связи:

Сопротивление резисторов обратной связи:

Ток обратной связи найден в 2.3.1:

Мощность резисторов обратной связи:

Увеличиваем эту мощность в 1,25…1,5 раз во избежание перегрева резисторов и выбираем удобные значения:

Максимально допустимая погрешность согласующей цепи:

Погрешность цепи обратной связи:

Под корнем получается отрицательное число. Значит, погрешность, вызываемая усилителем, оказывается больше максимальной допустимой погрешности согласующей цепи. С данным измерительным механизмом, усилителем и мостовой схемой выходом из этой ситуации является увеличение допустимой общей погрешности устройства.

Минимально возможная погрешность согласующей цепи равна составляющей этой погрешности, вызванной усилителем (то есть принимаем равной нулю погрешность обратной связи):

Тогда общая погрешность устройства равна:

Но погрешность обратной связи не может быть равна 0. Поэтому увеличим допустимую общую погрешность устройства до

Тогда максимально допустимая погрешность согласующей цепи:

Погрешность цепи обратной связи:

Допустимые погрешности резисторов цепи обратной связи:

Принимаем погрешность равной ближайшему меньшему стандартному значению:

Тогда погрешность обратной связи равна:

Погрешность согласующей цепи:

Общая погрешность устройства:

Проверим, не переходит ли согласующая цепь в колебательный режим работы.

Так как то цепь не переходит в колебательный режим работы.

Максимальное выходное напряжение и показание прибора: 15 В, 150 делений.

Минимальное напряжение выхода согласующей цепи:

Минимальное показание прибора:

Примерное положение стрелки при минимальном и максимальном значениях измеряемой величины показано на рисунке 19.

Рис. 19. Примерное положение стрелки шкалы прибора при минимальном и максимальном значениях измеряемой величины при использовании последовательной измерительной цепи и согласующей цепи

Видно, что используется довольно большой участок шкалы – более 264 делений из 300. Значит, измерительная цепь с делителем напряжений и применением согласующей цепи подходит для контроля изменения заданной неэлектрической величины.

Так как функция преобразования цепи с делителем напряжения нелинейная, то чувствительность разная слева и справа от номинального значения выходного напряжения цепи. Так как схема мостовая, то номинальное значение напряжения выхода равно 0, как и показание прибора.

Чувствительность на левом участке шкалы:

Чувствительность на правом участке шкалы:

Устройство с мостовой измерительной цепью с применением согласующей цепи имеет погрешность, большую требуемой. Однако оно обеспечивает наибольшую чувствительность. И так как превышение требуемой погрешности не очень большое (менее, чем в 2 раза), то устройство можно использовать для контроля изменения заданной неэлектрической величины.