Электронный вольтметр переменного тока действующих значений

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Информатики и радиоэлектроники

Кафедра Информационных систем

и измерительных технологий

Специальность 200106

Задание

На курсовой проект

Подгорнову Олегу Павловичу

Шифр 6041012

Тема работы: Разработать электронный вольтметр переменного тока действующих значений, обеспечивающий измерение напряжения в заданном диапазоне

2. Исходные данные

Диапазон измерения, В: 10-3 – 300;

Диапазон частот, кГц: 0.02 – 200;

Входное сопротивление, не менее, МОм: 2.5;

Входная ёмкость, не более, пФ: 10;

Основная погрешность, %: 1.5;

Рабочий диапазон температур, оС: 10 – 45;

Напряжение питания, В: 220  10 %.

3. Содержание пояснительной записки

3.1. Выбор и обоснование схемы прибора

3.2. Расчет элементов и узлов прибора (расчет принципиальной схемы)

3.3. Оценка погрешности

3.4. Описание прибора

4. Перечень графического материала

4.1. Структурная схема

4.2. Принципиальная электрическая схема

4.3. Чертеж печатной платы

4.4. Электромонтажный чертеж платы

4.5. Сборочный чертеж

5. Дата выдачи задания

6. Срок сдачи проекта

Задание выдал Мельников А.А.

(подпись)

Задание принял

Содержание:

1 Техническое задание

2 Выбор и обоснование схемы прибора

3 Расчет элементов и узлов прибора

3.1 Расчет входного делителя

3.2 Расчет преобразователя импеданса

3.3 Расчет аттенюатора

3.4 Расчет усилителя

3.5 Расчет преобразователя действующих значений (ПДЗ)

4 Оценка погрешности прибора

4.1 Расчет погрешности входного делителя

4.2 Расчет погрешности преобразователя импеданса

4.3 Расчет погрешности аттенюатора

4.4 Расчет погрешности ПДЗ

4.5 Расчет погрешности усилителя

4.6 Расчет основной погрешности прибора

5 Описание спроектированного прибора

6 Выводы по результатам проектирования

7 Список использованной литературы

Приложение A Справочные данные

1 Техническое задание

Разработать электронный вольтметр переменного тока действующих значений, обеспечивающий измерение напряжения в заданном диапазоне со следующими характеристиками (параметрами):

Диапазон измерения, В: 10-3 – 300;

Диапазон частот, кГц: 0.02 – 200;

Входное сопротивление, не менее, МОм: 2.5;

Входная ёмкость, не более, пФ: 10;

Основная погрешность, %: 1.5;

Рабочий диапазон температур, оС: 10 – 45;

Напряжение питания, В:220 10 %.

Выбор и обоснование схемы прибора

Электронные вольтметры переменного тока представляют собой сочетание выпрямляющего устройства (детектора), усилителя, измерительного механизма и выполняются по двум схемам:

1. “Детектор – Усилитель постоянного тока”.

Рис. 2.1

Данная схема имеет широкую область частот измеряемых напряжений с верхней границей порядка 0.5 – 1 ГГц, но обладает меньшей точностью и чувствительностью, чем электронные вольтметры, выполненные по второй схеме.

2. “Усилитель – Детектор”.

Рис. 2.2

Данная схема имеет более высокую чувствительность, нижний предел измерения порядка 1 мВ, класс точности порядка 1.5 – 2.5, но меньший диапазон частот измеряемых напряжений, верхняя граница частот не превышает 5 – 10 МГц.

Исходя из технического задания, выбираем вторую схему. Общая структурная схема проектируемого вольтметра представлена на рис. 2.3. Данная схема используется потому, что применение обратных связей, охватывающих несколько блоков, усложняет расчёт и настройку прибора.

Рис. 2.3

Первые четыре элемента, представленные на рис. 2.3, образуют масштабный преобразователь, следующие три – преобразователь действующих значений, а последний – измерительный механизм (ИМ).

Из-за сложности конструирования многопредельного входного высокоомного делителя и для получения требуемого входного сопротивления прибора и точности измерения, входной блок прибора строят на основе одноступенчатого входного делителя, повторителя напряжения и многоступенчатого низкоомного делителя (аттенюатора).

ВД – входной делитель. Представляет собой пассивный одноступенчатый делитель. Состоит из высокоомных сопротивлений, чтобы переключения ВД не сильно изменяли входное сопротивление прибора и корректирующих конденсаторов, чтобы коэффициент деления не зависел от частоты.

ПИ – преобразователь импеданса. Реализован на операционном усилителе КР140УД26 с полной обратной связью и представляет собой повторитель напряжения. Предназначен для согласования сопротивлений входного делителя и аттенюатора.

Атт. – аттенюатор. Осуществляет реализацию нескольких пределов измерения путем деления входной величины на разные коэффициенты. Строится таким образом, чтобы его выходное сопротивление не было в зависимости от предела измерения.

У – однопредельный активный усилитель с постоянным коэффициентом преобразования. Должен обладать малым дрейфом нуля, низким порогом чувствительности, большим диапазоном частот пропускания. Предназначен для получения необходимого коэффициента усиления. Для усиления только переменной

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать