CC BY
29Принципиальная схема милливольтметра
1 2 3
Добровольский В. А. , Грицай С. А. , Заика А. А. , Омельченко А. Т.4
'Добровольский Владимир Аркадьевич /Dobrovolsky Vladimir Arkadievich - бакалавр; 2Грицай Светлана Александровна / Gritsay Svetlana Alexandrovna - бакалавр;
3Заика Алексей Александрович / Zaika Alexey Aleksandrovich - бакалавр, кафедра информационных измерительных систем и технологий;
4Омельченко Антон Трофимович / Omelchenko Anton Trofimovich - бакалавр, кафедра программного обеспечения вычислительной техники, факультет информационных технологий и управления, Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
высшего образования
Южно-Российский государственный политехнический университет им. М. И. Платова,
г. Новочеркасск
Аннотация: в данной статье рассматривается принципиальная схема разрабатываемого милливольтметра.
Ключевые слова: измерение напряжения, вольтметр, милливольтметр, аналоговые вольтметры, цифровые вольтметры, принципиальная схема вольтметра.
Принципиальная электрическая схема разрабатываемого милливольтметра постоянного тока представлена на рисунке 1.
Термопара типа S используется в качестве средства измерения температуры, но у него есть серьезный недостаток: крайне малый коэффициент преобразования. Отчего при не очень больших температурах вырабатываемый им сигнал крайне мал [1].
Для устранения этого недостатка используем дифференциальный усилитель с Т-образной цепью обратной связи, имеющий достаточно высокий коэффициент усиления по напряжению и относительно большое входное сопротивление. В качестве ОУ применяем прецизионный прерыватель-усилитель AD8551 (DA 1, DA2).
В качестве датчика температуры опорного спая используется находящаяся в тепловом контакте с ним BK1, вырабатывающая ток, пропорциональный ее абсолютной температуре. Так как основной усилитель DA2 имеет коэффициент усиления 200, то компенсирующее напряжение, вырабатываемое усилителем DA1, составит 1,176 мВ/°С. Это обеспечивается включением в обратную связь DA1 резистора R1. Точная регулировка осуществляется подстроечным резистором R5.
Работа системы организуется микроконтроллером DD1, который вначале настраивает АЦП DA6, а после обрабатывает полученные результаты и отображает их на блоке индикации DD2. Управление АЦП осуществляется МК по входам DRDY, CS, SCLK, DIN и RES, данные считываются с выхода DOUT.
Рис. 1. Принципиальная схема милливольтметра постоянного тока
В свою очередь АЦП DA6 получает и обрабатывает данные от усилителя DA2 или усилителя DA 3. Затем передает полученные результаты микроконтроллеру DD1. Так как данный АЦП не имеет внутреннего ИОН для поддержания постоянного электрического напряжения, то к АЦП подключается внешний ИОН DA 4. Так как напряжение стабилизации DA4 имеет двухпроцентный разброс, то его надо компенсировать. Для компенсации используется согласующий каскад на ОУ DA7. Подстрочный резистор R18 позволяет регулировать напряжение на ОУ DA 7.
Для измерения напряжения МК DD1 задает нужный поддиапазон коммутатору DA5, который служит делителем напряжения на ОУ DA3. Входное напряжение подается на усилитель DA3. Усиленный сигнал подается от DA3 на вход в АЦП для дальнейшей обработки и отображения результата на цифровом табло.
Литература
1. Цифровые вольтметры. [Электронный ресурс]. 2009 - 2011 гг. URL: http://www.support17.com/component/content/829.html?task=view.
