Цифровой вольтметр переменного тока

Размещено на http://www.allbest.ru

Техническое задание

Разработать и рассчитать цифровой вольтметр переменного тока. Представить структурную схему прибора, принципиальную схему и спецификацию на элементы принципиальной схемы.

Исходные данные:

· Пределы измерений: 1. U=2мВ 2.U=2В

· Класс точности: 1,0%

· f=20Гц..1МГц

· Входное сопротивление не менее 1Мом

Введение

В настоящее время вольтметры переменного тока выполняются как с непосредственным сравнением измеряемого напряжения с известным напряжением, так и с промежуточным преобразованием переменного напряжения в напряжение постоянного тока.

Вольтметры со сравнением переменного напряжения U_x с известным напряжением постоянного тока U_kдают показания амплитудных значений U_x. В этих приборах напряжение U_k изменяется в соответствии с выбранным кодом до тех пор , пока оно не станет равным амплитудному значению U_х. Процесс сравнения может длиться несколько периодов.

В настоящее время наибольшее применение получили вольтметры с промежуточным преобразованием напряжения переменного тока в постоянное напряжение , измеряемое цифровым вольтметром постоянного тока. В этих вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пост.напряжение, пропорциональное либо среднему, либо амплитудному, либо действующему значению, в зависимости от типа используемого преобразователя. Основные характеристики таких вольтметров практически определяются свойствами преобразователей. Известны преобразователи с погрешностью не более 0.01%, а также преобразователи с верхним частотным диапазоном 30 МГц, но с большей погрешностью.

Для измерения амплитуды периодических импульсов применяют вольтметры, в которых сравнивается амплитуда импульсов с постоянным известным напряжением. Применяются также вольтметры с предварительным преобразованием амплитуды импульсов в напряжение постоянного тока с помощью “пиковых” детекторов .

В качестве примера укажем выпускаемый промышленностью щитовой вольтметр переменного тока типа Ф220 с верхними пределами измерения 1-10-100-500-1000В класса точности 1/0.5. Прибор имеет преобразователь переменного тока в постоянный. Имеется выход двоично-десятичного кода.

На переменном токе измеряемый сигнал имеет следующие характеристики:

1. амплитудное значение напряжения U_m

2. действующее значение напряжения Uд

U_д=

3. среднее значение напряжения

Амплитудное, среднее, действующее значение связаны между собой через коэффициент формы K_ф=U_м/U_д и коэффициент амплитуды U_a=U_м/K_a.

1. Методы измерения переменного напряжения

Рассмотрим 2 метода измерения переменного напряжения: метод непосредственной оценки и метод сравнения.

1.1 Метод непосредственной оценки

При использовании метода непосредственной оценки вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряется напряжение.

1.1.1 Преобразование переменного напряжения в постоянное

Преобразователи переменного напряжения в постоянное (детекторы) можно классифицировать по функции преобразования входного напряжения в выходное:

Размещено на http://www.allbest.ru

-амплитудные (пиковые)

-среднеквадратического

-средневыпрямленного значения

Тип преобразователя - детектора во многом определяет свойства прибора: вольтметры с амплитудными детекторами являются самыми высокочастотными; вольтметры с детекторами среднеквадратического значения позволяют измерять напряжение любой формы; вольтметры средневыпрямленного значения измеряют только гармонические сигналы, но являются самыми простыми и надежными.

Детектор среднего значения

Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения равно среднему арифметическому всех мгновенных значений за период:

,

где T - период напряжения сети

Рис.7 Принципиальная схема

Рис.8 Временные диаграммы

В данном примере рассмотрен однополупериодный выпрямитель. В таком выпрямителе ток через нагрузку протекает лишь в течение полупериода, т.к ток через диод протекает лишь в одном направлении. (Рис.7) Для приведенной схемы преобразователя постоянное напряжение будет равно Um=, так как преобразователь однополупериодный. Детектор работает в пределах до нескольких десятков МГц, в зависимости от подобранных диодов, погрешность преобразователь высока (3-4%).

1.2 Методы косвенного преобразования

1.2.1Метод преобразования переменного напряжения в угол отклонения с помощью электростатического измерительного механизма

Переменное напряжение преобразуется непосредственно в угол отклонения. Данный метод можно реализовать при помощи электростатического механизма.

Уравнение преобразования:

Рассмотрим механизм с изменением емкости вследствие изменения активной площади пластин. Он используется главным образом для создания вольтметров на низкие напряжения (в десятки и сотни вольт). (Рис.1)

1- алюминиевые пластины подвижной части; 2- неподвижная часть состоит из одной или нескольких камер, (чем больше камер тем выше чувствительность прибора); 3- ось, на которой крепится подвижная часть; 4 - упругий элемент.

Рис.1Электростатический ИМ с изменяющейся активной площадью электродов

Рассмотрим объемный электростатический механизм. Между неподвижными пластинами 2 может перемещаться подвижная пластина 1, укрепленная на оси 3. При подключении напряжения подвижная и неподвижная пластины получают противоположные заряды и между ними возникает электрическое поле. В результате подвижная пластина втягивается в зазор междунеподвижными, создавая вращающий момент, под действием которого перемещается укрепленная на оси указательная стрелка. Противодействующий момент создается спиральной пружиной 4.

Уравнение преобразования электростатического прибора имеет вид

(2)

Характеристики электростатического измерительного механизма:

· Измеряемое напряжение может составлять от 10В до 500 кВ;

· Небольшая предельная погрешность измерений

· Широкий частотный диапазон до 500 МГц;

· Может применятся для измерения в цепях постоянного и переменного тока;

· Малое потребление энергии;

· Независимость показаний от температуры окружающей среды, внешних магнитных полей, частоты измеряемого напряжения;

· Неравномерная шкала ;

· Влияние внешних электрических полей

1.2.2Метод косвенного преобразования переменного напряжения в угол отклонения с помощью электродинамического измерительного механизма

Уравнение преобразования:

В электродинамических измерительных механизмах элементом подвижной части, участвующим в создании вращающего момента МВР, является рамка (2), намотанная тонким проводом. На осях (3) укреплены подвижные части механизмов. Ось (3) снабжена на концах кернами и может поворачиваться в подпятниках (4). Чтобы увеличить затухание и уменьшить время установления показаний в механизмах применяются специальные устройства - успокоители. В качестве успокоителя применено крыло (12), которое при повороте подвижной части, расходует энергию, перегоняя воздух в камере (13) из одной части в другую. Для включения обмотки подвижной катушки в цепь измеряемого тока используются пружинки или растяжки (9). При наличии тока в обмотках катушек ИМ возникают силы, стремящиеся повернуть подвижную часть так, чтобы магнитные потоки подвижных и неподвижных катушек совпадали.



Рис.2. Устройство электродинамического механизма.

Характеристики электродинамического измерительного механизма:

· высокая точность на переменном токе (класс точности до 0,05).

· Предел основной приведенной погрешности может быть 0,1…0,2 %

· возможность использования в цепях постоянного и переменного тока.

· Частотный диапазон до 20 кГц.

· большое потребление мощности.

· ощутимое влияние внешних магнитных полей.

1.2.3 Метод косвенного преобразования переменного напряжения в угол отклонения с помощью электромагнитного механизма

Уравнение преобразования:

Данный метод можно реализовать при помощи электромагнитного механизма. Принцип действия данной системы основан на взаимодействии катушки с ферромагнитным сердечником. Сердечник втягивается в катушку при любой полярности протекающего по ней тока. Это обусловлено тем, что ферромагнетик располагается в магнитном поле катушки так, что поле усиливается. Следовательно, прибор электромагнитной системы может работать на переменном токе. Принцип работы: Катушка (1) на нее наматывается медный провод в ней воздушный зазор, в который входит укрепленный на оси (3) сердечник (2).

При наличии тока в катушке (1) сердечник стремится расположиться в месте с наибольшей концентрацией поля, т.е. втягивается в зазор катушки.

Рис.3. Устройство электромагнитного механизма

Характеристики электромагнитного измерительного механизма:

· простота конструкции

· выдерживает значительные перегрузки

· большое собственное потребление энергии

· низкая точность

· малая чувствительность

1.2.4 Метод измерения переменного напряжения осциллографическим методом

Осциллограф является прибором, реагирующим на изменение напряжения. При использовании осциллографа в качестве амплитудного вольтметра измеряемое переменное напряжение подается на вход Y,

обычно при отключенном генераторе развертки. Электронный луч при этом будет прочерчивать на экране вертикальную прямую линию, длина которой, при синусоидальном измеряемом сигнале напряжения будет пропорциональна его удвоенной амплитуде:

Рис.4 Экран осциллографа

Зная чувствительность S_U или коэффициент отклонения луча K₀ можно

определить:

Значения величин S_U и K₀ может быть определено по положению рукоятки “Чувствительность” осциллографа.

Точность измерения напряжения с помощью осциллографа невелика, погрешность составляет 5-10% от измеряемой величины.

1.2 .5Метод сравнения

Компенсационный метод

Принцип действия компенсатора переменного тока заключается в том, что измеряемая ЭДС уравновешивается известным напряжением, создаваемым рабочим током на участке сопротивления рабочей цепи. Для уравновешивания двух напряжений переменного тока необходимо равенство этих напряжений по модулю, противоположность по фазе, равенство частоты и идентичность формы кривой.

Рис. 10. Схема полярно-координатного компенсатора.

Компенсатор снабжен фазорегулятором ФР, с помощью которого производится изменение фазы компенсирующего напряжения до момента компенсации. Измеряемое напряжение подключается к зажимам Ех. Напряжение определяется по положению указателя движков Дв1 и Дв2 на шкале калиброванной проволоки а - б и магазина сопротивлений б - в. Фаза напряжений на участке рабочей цепи регулируется фазорегулятором ФР, благодаря чему можно добиться практически полного отсутствия тока в нулевом индикаторе НИ. Отсчет сдвига фазы производится по фазорегулятору. Необходимое значение рабочего тока устанавливается по амперметру А при помощи реостата R. Недостатки метода: Компенсаторы переменного тока по точности измерений значительно уступают компенсаторам постоянного тока. Это объясняется тем, что не существует меры Э.Д.С. переменного тока, аналогичной нормальному элементу. Рабочий ток в компенсаторах переменного тока приходится устанавливать по приборам ограниченной точности, обычно по амперметрам в лучшем случае класса точности 0,05 или 0,1.

Компараторный метод

Компаратор - прибор, использующийся для сравнения друг с другом двух величин. С помощью соответствующих компараторов можно измерять переменные токи и напряжения путем сравнения их с постоянным напряжением. Компараторы бывают как одновременного, так и разновременного сравнения. Основным элементом компаратора является преобразователь Пi, выходная величина которого одинакова как при воздействии на вход измеряемой величины переменного напряжения, так и эквивалентного ей по действию постоянного напряжения. В качестве такого преобразователя могут быть использованы электростатические и электродинамические измерительные механизмы, выпрямительные и термоэлектрические преобразователи.

П - преобразователь

В приборах сравнения используются также компараторы, сравнивающие механическое воздействие, создаваемое измеряемой величиной переменного тока, с воздействием постоянного тока, измерение которого можно осуществлять с высокой точностью. В электромеханических компараторах сравниваются электромеханические моменты, вызываемые изменением электромагнитной энергией постоянного и переменного токов, с использованием для создания указанных компараторов моментов измерительных механизмов электростатической системы. Электромеханические компараторы осуществляются как компараторы разновременного и одновременного сравнения. Более совершенным является метод одновременного сравнения, при котором преобразователь реагирует одновременно на измеряемую величину на переменном токе и эквивалентное ее значение на постоянном токе. Положение равновесия подвижной части преобразователя при любом конструктивном исполнении и любой системе уравновешивания определяется равенством нулю суммы моментов, действующих на подвижную часть.

1.3 Метод поразрядного уравновешивания

В цифровых вольтметрах с кодово-импульсным преобразованием при развертывающем уравновешивании в течение цикла измеряемое напряжение Ux сравнивается с суммой дискретных значений компенсирующего напряжения UK, изменяющих свое значение соответственно числовым кодам, например двоично-десятичному коду с «весами» 8--4--2--1. Компенсирующее напряжение вырабатывается цифроаналоговым преобразователем. Структурная схема цифрового вольтметра с кодоимпульсным преобразованием представлена на рис.5а. Сравнение напряжений Ux и UK происходит циклами, последовательно включаются все разряды, начиная со старшего разряда и до полного их равенства.

Измеряемое напряжение Ux уравновешивают компенсирующим напряжением UK поразрядно, последовательно включая все разряды ЦАП, начиная со старшего. При uk>ux сравнивающее устройство (СУ) выдает в устройство управления сигнал на отсоединение последнего включенного разряда ЦАП, а при UK<.UX выходной сигнал СУ отсутствует и соответствующий разряд ЦАП остается включенным. В результате перебора всех разрядов измеряемое напряжение компенсируется образцовым рис.5б. По окончании цикла сравнения:

где n-число разрядов кода; q-напряжение, соответствующее единице младшего разряда; аi-коэффициент, равный 1 или 0 в зависимости от результатов сравнения в каждом такте.

Код, полученный на выходе устройства управления, подается на цифровое отсчетное устройство, где после перехода к десятичной системе счисления воспроизводится результат измерения. Последовательность работы всех узлов цифрового вольтметра определяется генератором тактовых импульсов.

Достоинства цифрового вольтметра с кодоимпульсным преобразованием: высокое быстродействие и возможность измерения напряжения с наибольшей точностью.

Погрешность ЦАП зависит от точности задания и стабильности опорного напряжения u0 , значений сопротивлений резисторов и остаточных сопротивлений электронных ключей.

1.4 Методы косвенного преобразования переменного напряжения в цифровой эквивалент

Для преобразования напряжения в цифровой эквивалент применяются

следующие методы пространственного кодирования;

преобразование напряжения:

-во временной интервал (время- импульсный метод);

-в частоту (частотно- импульсный метод);

-в фазу;

кодово-импульсный;

комбинированные, сочетающие несколько методов преобразования.

1.4.1 Метод преобразования переменного напряжения во время

Этот метод получил наибольшее применение, чем другие.

Структурная схема реализующая данный метод

Рис.20 Структурная схема.

Для преобразования переменного напряжения во временной интервал, необходимо, сначала преобразовать его в постоянное напряжение при помощи детектора, а потом в t .

Метод преобразования напряжения постоянного тока в прямо пропорциональный интервал времени с последующим измерением длительности интервала. В основе принципа действия лежит преобразование с помощью АЦП измеряемого напряжения в пропорциональный интервал времени, который заполняется счетными импульсами, следующими с известной стабильной частотой следования. (Рис.20 структурная схема )



Рис.21 Структурная схема

Ux - измеряемое напряжение

Uлин- линейно изменяющееся напряжение

УС1, УС2 -устройство сравнения

Т- триггер

ГСИ- генератор счетных импульсов

Принцип действия

1) Uлин= Uх > на вых. УС1 возникает импульс Uус1

2) Uлин= 0 > на вых. УС2 возникает импульс Uус2

Рис.22 Временные диаграммы

Дискретный сигнал измерительной информации на выходе преобразователя имеет вид пачки счетных импульсов, число которых N пропорционально величине входного напряжения Ux.

?t = Ux S

(где S - коэффициент преобразования)

f0 = 1/T0. - период опорной частоты;

N ? ?t/T0

Из двух последних соотношений получаем формулу для определения измеряемого напряжения: Ux =N f0/S

Недостатки

Недостатком метода времяимпульсного преобразования является его невысокая помехоустойчивость. Для устранения этого недостатка на входе прибора включают фильтр, что приводит к существенному увеличению времени измерения.

Достоинства

ЦВ основанные на этом методе, имеют погрешность 0.1-0.05%,чувствительность 1-10 мВ, быстродействие 10 мс- 5с. Достаточно широкое распространение благодаря сравнительно простой реализации этого метода, возможности его полного выполнения на ИМС.

1.5.2 Метод двухтактного интегрирования

Структурная схема реализующая данный метод

Рис. 23 Структурная схема.

Для преобразования переменного напряжения в количество счетных импульсов, необходимо, сначала преобразовать его в постоянное при помощи детектора, а потом в N при помощи метода двухтактного интегрирования.

Наибольшее распространение извремя - импульсных методов, реализуемых на ЦВ, нашли различные варианты метода двухтактного интегрирования, обеспечивающего измерение среднего (за интервал интегрирования) значения Uх.

В ЦВ двухтактного интегрирования преобразование Uх в пропорциональный ему временной интервал Тх осуществляется путем интегрирования сначала измеряемого Uх, а затем опорного Uоп напряжений.(Рис.21)

Рис.24 Структурная схема и временные диаграммы, поясняющие работу метода

Где Ux- измеряемое напряжение

Uоп- опорное напряжение

И - интегратор

УС - устройство сравнения

УУ - устройство управления

К - квантователь

ГСИ - генератор счетных импульсов

В первом такте в течении времени Тз ( время задержки ) производится интегрирование входного напряжения Uх, в результате чего напряжение на выходе интегратора

U1(t)=1/RC ?Uхdt=Uх*t/RC

Где RC - постоянная времени интегратора;

t- независимая переменная величина ( время).

В конце интервала интегрирования напряжение на выходе интегратора Uинт1=Uх*Тз/RC

В течение второго такта интегрируется опорное напряжение Uоп, имеющее противоположную по отношению к Uх полярность. Интегрирование опорного напряжения продолжается до тех пор, пока выходное напряжение интегратора снова не станет равным нулю. Поэтому в течение времени второго такта напряжение на выходе интегратора

Uинт2=Uх*Tз/RC - 1/RC?Uопdt= Uх*Тз/RC - Uоп*Тх/RC

Откуда Тх = Uх*Тз/Uоп. Преобразование временного интервала Тх в эквивалентное число импульсов Nх осуществляется путем заполнения Тх импульсами генератора опорной частоты и подсчета их числа счетчиком Nх =Uх*Ти*fоп/Uоп (fоп - частота генератора опорной частоты).

Nх =Uх*Nmax/Uоп

2. Выбор метода измерения

В настоящее время вольтметры переменного тока выполняются как с непосредственным сравнением измеряемого напряжения с известным напряжением, так и с промежуточным преобразованием переменного напряжения в напряжение постоянного тока. Так как большинство измерительных преобразователей ИП работают на постоянном токе, то наибольшее применение получили вольтметры с преобразованием напряжения переменного тока в постоянное напряжение. В этих вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пост.напряжение, которое пропорционально среднему, амплитудному или действующему значению, в зависимости от типа используемого преобразователя. При этом коэффициент преобразования будет разный. Основные характеристики таких вольтметров практически определяются свойствами преобразователей. Известны преобразователи с погрешностью не более 0.01%, а также преобразователи с верхним частотным диапазоном 30 МГц, но с большей погрешностью.

Наиболее простым на широком диапазоне частот является преобразователь средних значений (ПСЗ). Переменное напряжение преобразуется в постоянное, а затем с помощью АЦП - в цифровой код.

Такие вольтметры имеют широкий диапазон измерения: от 1мВ и до 1000 В. При этом основная погрешность приходится на ПСЗ.

Структурная схема

Уравнение преобразования

N=K_ДЕЛK_ПK_УK_ДЕТK_АЦПU_x

Дел - резистивный делитель

П - повторитель

У - усилитель

Д - детектор (ПСЗ)

АЦП - аналого-цифровой преобразователь (КР572ПВ5)

И - индикатор (ИЖЦ5 - 4/8)

Градуировка прибора

Градуировка прибора на первом пределе 2мВ

Уравнение преобразования

К_П=1 К_ус=2222

К_ПСЗ=0,45

На пределе 2мВ N=1999



Градуировка прибора на втором пределе 2В

К_П=1 К_Д=0,001

К_ус=2222 К_ПСЗ=0,45

На пределе 2В N=1999



3. Выбор и расчет элементов принципиальной схемы

1) Повторитель.

ПОВТОРИТЕЛЬ - усилитель электрических колебаний, охваченный т. н. 100%-ной отрицательной обратной связью, в котором выходное напряжение полностью подаётся на вход в противофазе со входным напряжением. Обладает усилением по току и мощности. Обратная связь обеспечивает высокое входное и низкое выходное сопротивление , а также снижает искажения сигнала, обусловленные нелинейностью усилительного прибора.

Требования:

Kп=1

Rвх=1Мом

fmin=20Гц

fmax=1МГц

В качестве ОУ возьмем ОУ К140УД17, электрические параметры которого:

К_У=1, R_Н=2 кОм, Е+/- =3?18 В

Рис.11 ОУ К140УД17



Рис.12 Принципиальная схема повторителя

2)Резистивный делитель.

Требования:

Kп=1

Rвх=1Мом

fmin=20Гц

fmax=1МГц

Делитель напряжения -- устройство для пропорционального уменьшения постоянного или переменного напряжения.

Находим коэффициент передачи для предела:U_вх = 2мВ

Находим коэффициент передачи для предела: U_вх = 2В

, при ? = 0

Теоретически определим необходимые номиналы резисторов для расчета данной схемы, определим коэффициенты передачи.

Выбираем входное сопротивление R_вх равное 1 МОм. Рассчитаем резисторы R₁ и R₂:

Выберем номинальные сопротивления из ряда Е192:

Рис. 13 Принципиальная схема делителя напряжения с добавочными емкостями

Комплексный коэффициент передачи:

Значение собственной емкости резисторов берем 1пФ

Коэффициент передачи на переменном токе имеет частотную погрешность, для того, чтобы избавиться от нее добавим емкость параллельно резистору R₂, т.к. он имеет меньший номинал, и рассчитаем ее исходя из условия:

Расчет погрешности делителя:

-- класс точности резистора

F -- функция влияния

Общая погрешность определяется по геометрической сумме:

[%]

3) Выбор и расчет усилителя напряжения

Рис.14 Усилитель переменного напряжения

Для усилителей переменного напряжения необходимы следующие условия:

· высокая частота единичного усиления

· большой коэффициент усиления

· малый входной ток

· высокое быстродействие

Из справочника выбираем операционный усилитель, который максимально удовлетворяет поставленным условиям. Этим условиям удовлетворяет ОУ LM7372.

K, тыс	±Uп, В	±Iп, мА	iвхoy, нА	f1,МГц
8	5-17	7	1200	120

Для первого предела (2мВ) необходимо усилить сигнал минимум в 2222 раза (с учетом коэффициента передачи ПСЗ) т.к. входной сигнал должен быть усилен до входного напряжения АЦП 1,999В.

Подберем резистивные сопротивления для ОУ из ряда Е192:

R₃=511кОм±0,5%

R₄=229кОм±0,5%

Рассчитаем сопротивления на переменном токе при собственной емкости резисторов C=1пФ и найдем частотную погрешность усилителя.

Скорректируем частотную погрешность:

Выберем емкость из ряда Е192:

4)Преобразователь средних значений

Требования:

Преобразователь средних значений представляет собой однофазный однополупериодный выпрямитель. В таком выпрямителе ток через нагрузку протекает лишь в течении полупериода сетевого напряжения. Данный преобразователь пропускает лишь одну полуволну.

Функциональная схема преобразователей средневыпрямленных значений (ПСЗ) состоит из устройства выделения модуля и усредняющего устройства. Устройства усреднения представляют собой фильтры нижних частот. Роль фильтра часто выполняет измерительный механизм отсчетного устройства. вольтметр переменный ток компенсатор

Для преобразования переменного напряжения в постоянное используем преобразователь средних значений, схема которого приведена ниже:

Выберем диод: D223Б

Uпр = 1 BUобр = 50 B

Iпр = 50мAIобр = 1 мкA

Рис.15 Принципиальная схема ПСЗ

Найдем прямое и обратное сопротивления диода:

Рассчитаем сопротивление нагрузки:

Расчет погрешности ПСЗ:

?псз =

?псз =

Выбор АЦП и индикатора

; ;

Параметры КР572ПВ5:

-Максимальное значение цифрового отсчета АЦП N=1999;

-АЦП КР572ПВ5 выпускается по бКО.348.432-07ТУ в пластмассовом корпусе 2123.40-2 с;

-Рабочим диапазоном температур от минус 10°С до +70°С;

-Цифровая информация на выходе АЦП представляется в семисегментовом коде;

-Диапазоны входного сигнала - ±1,999 В; ±199,9 мВ.

Рис.7 - Схема включения АЦП

Таблица 1

4. Блок питания

Источник питания необходим на ±5 В, ±15В.

Рис.18 Принципиальная схема блока питания

1.Диодный мост состоит из диодов Д220 с параметрами:

Iпр.max, А	Iобр.max, мкА	Uпр.max, В	T0,C
0.25	2	50	-60..+85

2.В качестве фильтра используем конденсаторы К50-6 1000мкФx25В.

3.Рассчитываем потребляемую мощность всего прибора:

Мощность по каждому источнику суммируется и получается P_{НАГРУЗКИ} стабилизатора:

P_потр= P_н= I₁U₁+I₂U₂+…+I_nU_n=1Вт

P_г = 1.6P_н=1.6 Вт

4.Выбираем стабилизатор К142ЕН6 с параметрами:

U_вых = ±15±0.3 В

U_вхmax = ±30 В

I_{н max} = 0.2 А

I_потр = ±7.5 мА

К_ст= 0.002 % /B

TKU_вых 0.02 % /К

И 2 стабилизатора К142ЕН5А с параметрами:

U_вых = 5±0.1 В

U_вхmax = 15 В

I_{н max} = 3 А

I_потр = 10 мА

К_ст= 0.05 % /B

TKU_вых= 0.02 % /К

Выше приведенные стабилизаторы необходимы для питания микросхем ±5 В и ±15 В.

P_г = Q₀Q_c, где Q₀ ?Q_с=v P_г=1.3 см²

По габаритной мощности выбираем Ш-образный сердечник.

Q_с=с*d

Если с=11мм и d=12 мм, то Q_с=1.3 см²

Значит Q₀ = =v P_г/ Q_с=1.23 см²

Рассчитаем токи первичной и вторичной обмоток:

Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмоток:

Рассчитаем диаметры проводов первичной и вторичной обмоток:

5 Расчет погрешностей

По ГОСТу Кл.точности прибора < 1%, что мы и получили.

;

Размещено на Allbest.ru

...