Исследование емкостно-диодной измерительной схемы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДРАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Измерительно-вычислительные комплексы»

Курсовая работа

по дисциплине «Технология измерительного эксперимента»

на тему: «Исследование емкостно-диодной измерительной схемы»

Выполнил студент группы МПд – 51

Саушкин А.И.

Проверил преподаватель

Шивринский В.Н.

Ульяновск 2010

Оглавление.

Введение	3
2). Постановка задачи	4
2.1. Обзор существующих емкостно-диодных схем и преобразователей	4
3). Подготовка измерений	17
3.1. Подготовка алгоритмов решения задачи измерения	17
3.2. Методы уменьшения погрешностей измерения, выявление и устранение причин возникновения погрешностей	18
3.2.1. Метод инвертирования	20
3.2.2. Метод замещения	21
3.2.3. Метод вспомогательных измерений	23
3.2.4. Метод симметричных наблюдений	23
3.3. Построение технологической карты для обобщенной программы подготовки к проведению измерений	24
4). Проведение эксперимента	28
4.1. Построение обобщенной программы для проведения измерений	30
5). Обработка результатов измерений	32
5.1. Построение технологической карты для обобщенной программы обработки результатов измерений.	33
6). Оформление результатов измерений	34
Заключение	39
Список литературы	40

Введение

Современная информационно-измерительная техника располагает средствами измерения различных физических величин – электрических, магнитных, тепловых, акустических, механических и т. д.

Подавляющее большинство этих величин в процессе измерения преобразуется в величины электрические, как наиболее удобные для передачи, усиления, математической обработки и точного измерения. Поэтому в современной измерительной технике находят широкое применение преобразователи разного рода физических величин в электрические величины.

Измерительное преобразование представляет собой отражение размера одной физической величины размером другой физической величины, функционально с ней связанной. Применение измерительных преобразований является единственным методом практического построения любых измерительных устройств. Измерительный преобразователь – это техническое устройство, построенное на определенном физическом принципе действия, выполняющее одно частное преобразование.

В данной курсовой работе рассматривается и исследуется емкостно – диодная измерительная схема преобразователей перемещения и уровня. Подробно описан принцип работы и область применения. Даны амплитудно – частотные характеристики схемы.

Постановка задачи

Обзор существующих емкостно-диодных схем и преобразователей.

Электростатический преобразователь (ЭС) представляет собой два или несколько тел, между которыми действует электрическое поле.

Простейший ЭС содержит два электрода площадью S , параллельно расположенных на расстоянии d в среде с диэлектрической проницаемостью e .

С электрической стороны преобразователь характеризуется напряжением U между пластинами, током

i = dq/dt (1)

зарядом

q = CU (2)

где С – емкость, равная при плоскопараллельном расположении пластин

C = e S / d (3)

энергией электрического поля

W _э = qU /2 = CU ² /2 (4)

Если одна из пластин (или диэлектрик между ними) имеет возможность перемещаться, то с механической стороны преобразователь характеризуется жесткостью подвеса подвижной пластины w , перемещением ее x , скоростью перемещения

v = dx / dt (5),

электростатической силой притяжения

f _эс = dW _э / dx (6)

В качестве ЭС преобразователей используются также запертые p – n - переходы: p - и n - области играют роль пластин, разделенных обедненным слоем, ширина d которого возрастает при увеличении запирающего напряжения.