Назначение операционного усилителя, в данном устройстве.
Операционный усилитель - (ОУ, OpAmp) усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.
В данном устройстве используется подключение термопары к микроконтроллеру. Если на выходе термопары напряжение, тогда задействуем АЦП, но разность потенциалов на выходе термопары слишком мала, чтобы уловить значение выходного сигнала. Поэтому его нужно увеличить, применив операционный усилитель.
Используем для этого стандартную схему неинвертирующего включения операционного усилителя:
Рис.10. Схема подключения неинвертирующего ОУ.
Отношение входного и выходного напряжений описывается простой формулой:
=
1 +
От значений резисторов обратной связи R1 и R2 зависит коэффициент усиления сигнала. Величину усиления сигнала нужно подбирать с учетом того, что будет использоваться в качестве опорного напряжения. [7]
Если опорным будет напряжение питания микроконтроллера 5V, тогда необходимо определить диапазон температур, которые собираемся измерять. Я взял пределом измерения 1000 °C. При этом значении температуры на выходе термопары будет потенциал примерно 41,3 мВ. Это значение должно соответствовать напряжению в 5 вольт на входе АЦП. Следовательно ОУдолжен иметь коэффициент усиления не менее 120.
Мной использован ОУ, следующих характеристик:
Наименование: MCP602
Каналов: 2
Описание: Linear Op Amps
Напряжение питания (входное напряжение) (min) (Uпит (min)): 2.7 В
Напряжение питания (входное напряжение) (max) (Uпит (max)): 6 В
Ток потребления (на канал) (Iпот): 230 мкА
Входное напряжение смещения (Uсм): 2 мВ
Входной ток смещения (Iвх): 1 пА
Скорость нарастания выходного напряжения (VU): 2.3 В/мкс
Граничная частота усиления (Fгр): 2.8 МГц
Коэффициент ослабления синфазного сигнала (Косс): 75 дБ
Коэффициент влияния нестабильности источников питания (Книп): 80 дБ
Минимальная рабочая температура (tmin): -40 °C
Максимальная рабочая температура (tmax): 125 °C
Rail to Rail (R/R): Out
Корпус: 8/PDIP, 8/SOIC 150mil, 8/TSSOP
Даташит: Даташит
Производитель: Microchip
Устройство измерения температуры.
Схема терморегулятора взята мной со сайта «Электронные проекты от Eddy71».Микроконтроллер, семисегментный трёхразрядный индикатор с общим катодом, стабилизатор, датчик температуры окружающего воздуха и усилитель термопары. Управление нагрузкой можно осуществить как реле, так и симистором.
Схема изображена ниже.
Рис.11. Схема устройства измерения температуры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам прохождения практики прихожу к следующим выводам.
Преддипломная практика является одним из основных условий закрепления полученных в университете теоретических знаний, приобретения практических навыков по их применению, а также выявления пробелов в знаниях теории. За два месяца практики в лаборатории при факультете под руководством В.И. Чукиты осваивал методику нанесения полупроводниковых эпитаксиальных слоев CdSe на слюду в квазизамкнутом объеме. Считаю, что программу практики выполнил в полном объеме, получив необходимые практические навыки и закрепив полученные теоретические знания, что в дальнейшем поспособствует успешному написанию квалификационной работы. В связи с этим цель практики считаю достигнутой.
Список используемой литературы.
1.Калинкин И. П., Алесковский., Симашкевич., А. В. Эпитаксиальные пленки соединений АIIBVI. //Ленинград: ЛГУ . – 1978 стр.- 311.
2.К. Чопра, С. Дас. Тонкопленочные солнечные элементы, под редакцией д-ра технических наук, профессора Колтуна. Москва «Мир» 1986, стр 35-50.
3. Бубнов Ю. З., Лурье М. С., Старос Ф. Г. и др. Вакуумное нанесение пленок в квазизамкнутом объеме. Москва « Советское радио» 1975, стр. - 55
4. Гуров В.В. Архитектура микропроцессоров [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Гуров В.В.— Электрон. текстовые данные.— М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2010.— стр. - 72 c
5. Мелешко Е.А. Быстродействующая импульсная электроника [Электронный ресурс]/ Мелешко Е.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.— стр. -318.
6. Микропроцессоры и микропроцессорные устройства [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов энергетических специальностей/ А.А. Виноградов [и др.].— Электрон. текстовые данные.— Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2012.— стр.- 67.
7. Джон Ленк 500 практических схем на популярных ИС [Электронный ресурс]/ Джон Ленк— Электрон. текстовые данные.— М.: ДМК Пресс, 2007.— стр.-148 .