Программа Сервисный Центр
0

Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики


Добавление «интеллекта» к измерительным системам стало общепринятой практикой благодаря широкой доступности и дешевизне 8-разрядных микроконтроллеров, которые можно программировать на многих популярных современных языках высокого уровня (например, C или Basic). При этом основная проблема зачастую бывает связана с формированием нормализованного несимметричного выходного сигнала датчика, обеспечивающего использование полного размаха входного напряжения аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера.

С помощью начальной математики и системного подхода можно легко определить параметры необходимого оборудования и спроектировать его. Эта технология достаточно универсальна и может применяться ко всем линейным датчикам.

Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики
Рисунок 1.Несколько простых уравнений позволяют легко сконструировать схему преобразования
сигнала для подключения датчика температуры к микроконтроллеру.

Рассмотрим устройство, которое должно преобразовывать температуру от 0 °C до 50 °C в сигнал 0…5 В – распространенный диапазон входных напряжений 8-битных АЦП. Эта линейная система описывается следующим уравнением:

 
Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики
(1)

Если в качестве датчика температуры выбрать недорогой кремниевый диод 1N914A, мы сможем описать его поведение линейным выражением, типичным для подобных полупроводниковых датчиков температуры:

 
Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики
(2)

где VT – падение напряжение на диоде, зависящее от температуры. Решая Уравнение 2 относительно температуры T, и подставляя это значение в Уравнение 1, мы получим расчетную формулу, описывающую электронную схему, необходимую для правильного подключения датчика к входу АЦП микроконтроллера:

 
Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики
(3)

Уравнение 3 показывает, что схема преобразования сигнала должна усилить VT на –50 и сдвинуть это напряжение на 33.5 В. Реализовать такую расчетную формулу может схема, изображенная на Рисунке 1, поскольку ее характеристическое уравнение выглядит следующим образом:

 
Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики
(4)

Сопоставляя члены расчетного Уравнения 3 и характеристического Уравнения 4, выбор компонентов схемы можно упростить. Преобразование сигнала датчика при его прохождении через инвертирующий сумматор описывается двумя членами выражения, первый из которых

Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики

определяет коэффициент усиления, а второй

Для подключения линейных датчиков к АЦП достаточно начальной математики

– смещение, которое должно быть сделано равным требуемому значению 33.5 В.

Выбрав RNULL = RI, вы сможете калибровать нулевую точку схемы при любой температуре. Прежде всего, измерьте напряжение VNULL и 50-килоомным подстроечным резистором ROFF установите его равным –670 мВ, что будет соответствовать отклику датчика при 0 °C. Затем при установившейся и известной температуре датчика (например, при 24 °C) 50-килоомным потенциометром RF приведите выходное напряжение операционного усилителя в соответствие системному выражению:

VO(24 °C) = (100 мВ/°C)×(24 °C) = 2.40 В.

Теги: АЦП
 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
 
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Октябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Сентябрь 2017 (4)
Август 2017 (36)
Июль 2017 (32)
Июнь 2017 (42)
Май 2017 (45)
Апрель 2017 (47)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"