 |
Эквивалентная схема ёмкостного датчика
|
|
|
|
Эквивалентная схема емкостного датчика с изолированными электродами представлена на рисунке 2.5.
Рис. 2.5. Эквивалентная схема ёмкостного датчика
При питании датчика от источника напряжения ток через датчик 
будет иметь вид: 
.
В комплексном виде: 
.
Из полученного выражения видно, что ток через датчик имеет две составляющих, одну совпадающую с напряжением питания 
и составляющую, сдвинутую относительно напряжения питания на угол 
и пропорциональную 
. В результате, суммарный ток через датчик сдвинут относительно питающего напряжения не на 90°, а на угол 
, где 
– угол недосдвига до 90°, обусловленный потерями в датчике. Тогда согласно векторной диаграмме имеем
.
Пусть по заданию 
. Найдем сопротивление потерь при 
; 
. Тогда:
.
Предположим, что напряжение питания датчика 
, тогда ток через датчик равен для 
.
Таким образом, ток через датчик поменяется в пределах 
.
Измерительный преобразователь для термопреобразователя сопротивления (ТПС)
Общие данные:
| Основная приведенная погрешность преобразования, d, % | 
|
Дополнительная температурная погрешность, 
| 
|
| Схема соединения – трехпроводная | |
Рабочий температурный диапазон,  , 
| 
|
| Нормальная температура,
| |
Температурный коэффициент термопреобразователя сопротивления, 
| 
|
Индивидуальные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
| № вар |  ,
Ом
|  ,
мА
| , 
|  ,
кОм
|  ,
нФ
|  ,
В
|  ,
В
|  ,
мА
|  ,%
|
| -20…20 | 50,0 | 1,0 | 0…5 | 0,1 | |||||
| 0…60 | 50,0 | 1,0 | 4…20 | 0,1 | |||||
| 0…100 | 50,0 | 1,0 | 0…10 | 0,1 | |||||
| -50…50 | 50,0 | 1,0 | -5…5 | 0,1 | |||||
| -20…150 | 50,0 | 1,0 | -10…10 | 0,1 |
|
| – сопротивление ТПС при температуре 0°С, Ом; |
|
| – измерительный ток через ТПС, А; |
|
| – измеряемый температурный диапазон, ;
|
|
| – сопротивление изоляции ТПС, сопротивление между токоведущими частями и корпусом ТПС, Ом; |
|
| – паразитная емкость ТПС, распределенная емкость между токоведущими частями и корпусом ТПС,  и  включены параллельно, нФ;
|
| ,
| – среднеквадратичное значение помех общего и нормального видов, В; |
|
| – выходной ток ИП, А; |
|
| – относительная доля пульсаций выходного тока. |
|
|
|
Функциональная схема ИП для ТПС
Рис. 3.1. Функциональная схема измерительного преобразователя для термопреобразователя сопротивления (ТПС)
На функциональной схеме даны следующие обозначения:
| ИП | – измерительный преобразователь сопротивление-ток; |
| ТПС | – медный термопреобразователь сопротивления, соединенный с измерительным преобразователем трехпроводной линией связи; |
| r | – сопротивление одного провода линии связи; |
| 1, 2, 3 | – зажимы ТПС; |
| А, В, С | – зажимы ИП; |
| ИТ | – источник тока  , используемого для питания термопреобразователя сопротивления;
|
| – электрическое сопротивление термопреобразователя сопротивления; |
|
| – ток питания ТПС; |
| ДУ | – дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления  ;
|
| ВУ | – вспомогательный усилитель, используемый для компенсации падения напряжения в проводах линии связи; |
| – источник опорного напряжения, используемый для формирования напряжений  ,  и для задания тока ;
|
| ФНЧ | – фильтр нижних частот, предназначенный для ослабления помех общего и нормального видов сетевой частоты; |
| ПНТ | – преобразователь напряжение-ток, предназначенный для формирования унифицированного выходного сигнала в виде тока; |
|
| – выходной ток ИП; |
|
| – напряжение смещения, необходимое для компенсации выходного напряжения ДУ при наинизшей  температуре ТПС;
|
|
| – напряжение смещения, необходимое для согласования масштаба выходного напряжения ФНЧ и выходного тока ;
|
| ИП | – источник питания, предназначенный для питания схемы ИП. |
|
|
|
|
|
|
