Сопряжение преобразователей с измерительной аппаратурой. Резистивные преобразователи

Резистивные преобразователи. Сопряжение преобразователей с измерительной аппаратурой.

Схема соединения преобразователей имеет важнейшее значение не только потому, что имеется большое число их различных типов. К счастью, используемые для этого схемы одинаковы для приборов различного типа и поэтому их легко обобщить. Вместе с тем инженер должен осознавать различия между преобразователями, чтобы аккуратно адаптировать схему сопряжения для конкретного устройства. При создании измерительных систем приходится решать также проблемы шумов и взаимного влияния преобразователей и других блоков систем друг на друга.

Большинство принципов обеспечения совместимости измерительных преобразователей можно понять, рассмотрев в качестве примера резистивные преобразователи. У них изменяется сопротивление при варьировании измеряемой величины. Обычно интерфейсная схема применяется для того, чтобы привести изменение сопротивления к изменению напряжения. Это напряжение затем формирует входной сигнал для другой части измерительной системы.

Известно множество способов преобразования изменения сопротивления в изменение напряжения. Простейшей схемой для этого является делитель напряжения (рис.1,а), в котором сопротивление преобразователя R1 включается последовательно с другим сопротивлением Rt и напряжением возбуждения Vexc. Выходное напряжение Vout изменяется при варьировании сопротивления резистивного преобразователя в соответствии с известной формулой делителя напряжения

Vout = Vexc (R1/ R1 + Rt)

Когда изменяющееся сопротивление преобразователя вызывает изменение нагрузки источника возбуждающего напряжения, для обеспечения возбуждения предпочтительнее использовать источник постоянного тока.

Действительно, если применяется источник постоянного тока, то в схему не нужно включать последовательного сопротивления - напряжение, генерируемое на сопротивлении преобразователя, можно измерить непосредственно (рис.1,б).

Конечно, наиболее распространенным способом соединения резистивных преобразователей с измерительной системой является применение несбалансированного моста (рис.1,в), при котором сопротивление прибора образует одно из плеч моста Уитстона. Если резистивный преобразователь имеет больше одного чувствительного элемента, то в идеальном случае их следует также соединить в мостовую схему. Обычно последовательно с преобразователем включается подстроечный резистор Rtrim, чтобы мост можно было сбалансировать в любой точке (скажем, в точке наименьшего сопротивления) диапазона изменения измеряемой величины.

Рис.1. Резистивные преобразователи