Вимірювальний перетворювач напруга-струм ±10 В - ±100 мА

  • Час 17-12-2014, 16:10
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Перетворювач може використовуватися для передачі аналогового сигналу через довгу лінію. Використання постійного струму в якості величини показує аналогове значення дозволяє уникнути впливу перешкод на довгу лінію і в теж час використовувати для передачі кабель всього з двох проводів. На передавальній стороні встановлюється перетворювач вимірюваного параметра в напругу, яка підключається до входу перетворювача напруга-струм. Далі струм через довгу лінію може подаватися на вхід зворотного перетворювача струм-напруга або відразу на показуючий прилад - амперметр. В якості найпростішого перетворювача струм-напруга можна використовувати прецизійний резистор. Амперметр може мати шкалу з нанесеними на ній значень контрольованого параметра, наприклад, тиску, температури, швидкості, частоти обертання, фази, специфічних параметрів системи і т. п.

Вимірювальний перетворювач напруга-струм ±10 В - ±100 мА

Також застосовується перетворювач напруга в струм для плавного керування електромагнітними регуляторами на основі соленоїдів. Перетворювач можна використовувати для побудови універсального приладу зарядки акумуляторів.

Напруга живлення 18...36 В
Вхідна напруга ±10 В
Вихідний струм ± 100 мА
Опір навантаження 0,1...120 Ом
Температурний діапазон -50...+90 °С
Точність перетворення 0,5 %

Пристрій живиться від джерела постійної напруги 24 в Конденсатор С1 зменшує шуми пристрою на лінію живлення. Завдяки імпульсного перетворювача напруги DA1 до харчування не пред'являється вимог по пульсаціям і стабільності напруги. Коефіцієнт перетворення схеми визначається резисторами, пов'язані співвідношеннями: Iout=(Vin*R1)/(R2+R8-R5), R1=(R6/2)+R5, R6=R7, R2+R8=R4+R9. Операційний підсилювач DA2, використаний у пристрої, відноситься до прецизійним. DA2 повинен володіти можливо меншою напругою зсувом нуля для забезпечення точності перетворення напруги в струм. Застосування на виході схеми потужних транзисторів дозволяє збільшити надійність пристрою. Конденсатор С4 необхідний для придушення наведень на вхід пристрою, С5 потрібен для запобігання порушення схеми.

Позиційне
позначення

Найменування

 

Конденсатори 50 Вольт, Hitano

C1 C3...

0,47 мкФ-ДО-1Н-Н5

C4

82 пФ-J-1H-H5

C5

0,47 мкФ-ДО-1Н-Н5

DA1

Перетворювач TEN15-2423 TRACO POWER

DA2

Мікросхема OP2177 AR

FU1

Запобіжник самовідновлюється MF-R030

R1, R2

Резистор С2-29B-0,125-101 Ом ± 0.05 %

R3

Резистор С2-23-0,25-33 Ом ± 5 %

R4

Резистор С2-29B-0,125-101 Ом ± 0.05 %

R5

Резистор 1 Ом ± 0.01 % ASTRO

R6, R7

Резистор С2-29B-0,125-200 Ом ± 0.05 %

R8, R9

Резистор С2-29B-0,125-10 кОм ± 0.05 %

VT1

Транзистор 2T819A

VT2

Транзистор 2T818A

XP1

З'єднувач DIN41612-396 MRD

Пристрій зібрано на односторонній друкованій платі. Конструктивно пристрій являє собою плату 100 x 125 мм для установки в направляючі планки. На платі передбачені отвори для кріплення радіаторів і торцевої планки.

При виготовленні друкованої плати з металізацією отворів всі елементи встановлюються на одній стороні. Якщо без металізації, то DA1 встановлюється на другій стороні і змінюються провідники, підводиться до DA1. Транзистори встановлюються на радіатори.

Резистор R5 виробництва фірми MEGATRON Elektronik AG&Co марки ASTRO 2000 axial. Якщо не потрібна висока точність перетворення напруга-струм резистори можна використовувати менш точні, вони вносять основний вклад у вартість пристрою. Також при зниженні вимог до точності операційний підсилювач можна застосувати OP213 або інший, при цьому друковану плату потрібно переробити.

Вимірювальний перетворювач напруга-струм ±10 В - ±100 мА

Джерело живлення можна замінити на будь забезпечує пульсації не більш 50 мВ. Конденсатори можна замінити на керамічні або багатошарові вітчизняного або зарубіжного виробництва на максимальне напруга не менше 50 Вольт. Відповідність роз'ємів: DIN41612-396 MRD вилка на плату, DIN41612-396FSW розетка.

Одним з важливих параметрів будь-якого джерела струму, а в нашому випадку перетворювача напруга-струм, є діапазон опору навантаження. Ідеальний прилад забезпечує струм, заданий зовнішньої установкою, в діапазоні опору навантаження від 0 до нескінченності. У реальності це неможливо, також не слід забувати, що до опору навантаження додається опір контактів роз'ємів, проводів та інших елементів ланцюгів. Властивість джерела струму забезпечити роботу незалежно від опору навантаження є дуже цінним, оскільки суттєво підвищує надійність системи в цілому. Платою за це є потужність, яка виділяється на вихідних транзисторах. У кожному конкретному випадку потрібно вибрати найбільш вдалий компроміс між запасом по опору навантаження і виділеним теплом на вихідному транзисторі. Для забезпечення широкого діапазону опорів навантаження потрібно використовувати джерело живлення з можливо великим напругою. При струмі 100 мА: на навантаженні 20 Ом напруга складе 2В, на регулюючому транзисторі падіння напруга приблизно 0,6 В, на резисторі R5 падіння 0,1 В. При живленні 15 потужність близько 12,3*100мА+0,6*100мА=1,29 Вт виділиться на вихідному транзисторі у вигляді тепла. При виборі радіатора слід не забувати про простому правилі: "Кашу маслом не зіпсуєш". Зменшення максимально можливого опору навантаження дозволить зменшити напругу живлення, що знизить нагрівання пристрою, знизить розміри радіатора і збільшить ККД.

Пристрій не боїться короткого замикання протягом тривалого часу, при цьому вихідний струм не змінюється.

За наведеними вище формулами можна перерахувати схему для інших струмів і напруг.
Пристрій в настоянці не потребує. Для перевірки до входу схеми підключається лабораторний блок живлення і вольтметр з межею вимірювання 10-12, до виходу навантаження близько 20 Ом і міліамперметр з межею вимірювання 100-150 мА. Вимірювальні прилади повинні забезпечувати точність в 10 разів вище обраної точності перетворювача. Осцилографом перевірити відсутність порушення. Перевірити весь діапазон від нуля до максимуму, регулюючи вхідна напруга.

Вимірювальний перетворювач напруга-струм ±10 В - ±100 мА

Джерела інформації:

http://www.tracopower.com/datasheet_g/ten15-d.pdf
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP1177_2177_4177.pdf
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP77.pdf
http://www.oao-zavod-tira.narod.ru/C2_29.html
http://www.megares.de/datenblatt/Astro2000neu.pdf
http://kremny-m.ru/catalog/1.shtml

Прикріплені файли:
  • U_I.rar (1228 Кб)
Tags

Коментарі до новини