Расчет основных характеристик сенсорных устройств. Шаров М.К - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

8
Потенциометрическая схема
Рассмотрим потенциометрическую схему как простейшую схему
формирования электрического сигнала от пассивного датчика. Для получения
выходного сигнала от такого сенсора через него нужно пропускать ток от
внешнего источника. Выходным сигналом сенсора будет откладываемое на
нем напряжение u
m
.
R
1
R
m
u
m
R
1
R
m
u
m
U
0
Рис . 1. Потенциометрическая схема для пассивного сенсора.
Пусть сенсор меняет свое сопротивление под действием измеряемой
величины m: R
m
= R
0
+ ∆R, где R
0
- исходное сопротивление сенсора, т.е.
сопротивление при нулевом значении измеряемой величины. Пусть связь ∆ R с
m линейна, тогда R
m
= R
0
+ km, где k - постоянный коэффициент. В такой
схеме последовательно с сенсором необходимо поставить постоянный
резистор R
1
. В отсутствие этого постоянного резистора напряжение,
снимаемое с выходных контактов, совпадало бы с питающим напряжением U
0
.
Через оба резистора течет одинаковый ток I. Следовательно, напряжение,
снимаемое с сенсора, u
m
= R
m
I, где I = U
0
/R
общ .
Для последовательно
соединенных сопротивлений : R
общ
= R
m
+ R
1
, отсюда: I = U
0
/(R
m
+ R
1
).
Поставляя выражение для тока в выражение для напряжения на сенсоре,
получим : 
                                                 8
      П о т ен ц и о м ет р и ч ес кая с хем а
      Рассм о трим      по тен цио м етрическую сх ем у                 как про стей ш ую сх ем у
фо рм иро ван ияэлектрическо го сигн ала о т пассивн о го датчика. Д ляпо лучен ия
вых о дн о го сигн ала о т тако го сен со ра через н его н уж н о про пускать то к о т
вн еш н его исто чн ика. В ых о дн ым сигн ало м сен со ра будет о ткладываем о е н а
н ем н апряж ен иеum.




                                                               R1

                         U0


                                                               Rm            um


             Рис. 1. П о тен цио м етрическаясх ем а дляпассивн о го сен со ра.


      П усть сен со р м ен яет сво е со про тивлен ие по д дей ствием изм еряем о й
величин ы m: Rm = R0 + ∆R, где R0 - исх о дн о е со про тивлен ие сен со ра, т.е.
со про тивлен ие при н улево м зн ачен ии изм еряем о й величин ы. П усть связь ∆R с
m лин ей н а, то гда Rm = R0 + km, где k - по сто ян н ый ко эффициен т. В тако й
сх ем е по следо вательн о      с сен со ро м         н ео бх о дим о     по ставить по сто ян н ый
резисто р R1. В         о тсутствие это го           по сто ян н о го    резисто ра н апряж ен ие,
сн им аем о ес вых о дн ых ко н такто в, со впадало бы с питающ им н апряж ен ием U0.
Ч ерез о ба резисто ра течет о дин ако вый то к I. С ледо вательн о , н апряж ен ие,
сн им аем о е с сен со ра, um = RmI, где I = U0/Rо бщ . Д ля по следо вательн о
со един ен н ых со про тивлен ий : Rо бщ = Rm + R1, о тсюда: I = U 0/(Rm + R1).
П о ставляя выраж ен ие для то ка в выраж ен ие для н апряж ен ия н а сен со ре,
по лучим :

Страницы