Новости

Эмиттерный повторитель. Анализ работы в режимах постоянного и переменного тока. Методы повышения входного сопротивления

Работа добавлена:






Эмиттерный повторитель. Анализ работы в режимах постоянного и переменного тока. Методы повышения входного сопротивления на http://mirrorref.ru

Билет №1

Вопрос№1. Эмиттерный повторитель. Анализ работы в режимах постоянного и переменного тока. Методы повышения входного сопротивления.

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель – усилительный каскад по напряжению с общим коллектором и 100% отрицательной обратной связью. Схема эмиттерного повторителя приведена на рисунке. Для расчета удобнее применять эквивалентные схемы замещения. Входное сопротивление можно найти из эквивалентной схемы

Вывод: эмиттерный повторитель имеет большое входное сопротивление большее, чем у усилительных каскадов с общим эмиттером и общей базой (так как охва- чен глубокой обратной связью).

Если тогда схема замещения будет выглядеть следующим

образом.

намного меньше, чем в схемах с общим эмиттером и общей базой.

Вывод: эмиттерный повторитель, в отличии от схем ОЭ и ОБ имеет большее входное сопротивление, меньшее выходное сопотивление, больший коэффициент усиления по току, но меньший по напряжению. Фазы входного и выходного сигнала совпадают.

Методы повышения входного сопротивления

Для большого входного сопротивления используют схему Дарлинга (составной транзистор)

Рассмотренные схемы работают в классеB, а значит имеют большие нелинейные искажения. Чтобы перевести в класс А, требуется делитель на входе, а это значит, что входное сопротивление станет соизмеримым с ОЭ и ОБ.

Вопрос№2. Схема включения тензодатчиков на переменном токе.

В основе работы тензодатчиков лежит тензоэффект, заключающийся в изменении сопротивления проводников и полупроводников при их механической деформации.

Если на стержень наклеить тензодатчик и подвергнуть его растяжению силойР, то вместе с деформацией нагруженного стержня будет деформироваться и тензодатчик.

Его сопротивление будет изменяться по формуле

,

где ρ – удельное сопротивление материала тензодатчика,l – длина провода тензодатчика,S сечение провода тензодатчика.

Запишем полную производную изменения сопротивления тензодатчикаdR

. (3.1)

Тогда относительное изменение сечения провода тензодатчика

. (3.2)

Подставив (3.2) в (3.1), получим

Чувствительность проводника к деформации

Введем обозначения:, а .

Получим уравнение чувствительностиS=m+ 1 + 2m, где коэффициент Пуассонаm для металлов изменяется в пределах 0,24¸ 0,4. Значениеmдля металлов мало по сравнению с выражением (1+2m). Поэтому в инженерных расчетах применяют уравнение чувствительности

S= 1 + 2m .

Материалом проволочных тензодатчиков чаще служит константан. В табл. 3.1. приведены другие тензоматериалы и их характеристики.

Таблица 3.1

Материал

Тензо-

чувствительность S

Температурный коэффициент сопротивления, ТКС, 1·10-6

Удельное сопротивление,

Константан

60%Cu+40%Ni

1,9¸2,1

± 30

0,46¸ 0,5

Манганин

0,47¸ 0,5

± 10

0,4¸ 0,45

Хромель

65%Ni+25%Fe

+10%Cr

2,5

100¸ 500

0,7¸ 1,1

Платино-иридий

95%Pt+5%Ir

5,8

± 3,9

0,24

Инвар

3,6

-

1,4

Стеклоуглерод

60¸ 150

-

-

Платино-вольфра-

мовый сплав

2,7¸ 3,3

4,7

-

Кремний

100¸ 170

-

-

Германий

55¸ 100

-

-

На рис. приведена структура тензодатчиков.

Рис.Структура тензодатчиков

Проволочные тензодатчики (рис. 3.10) представляют собой два слоя лаковых пленок, между которыми укладывается голая константановая проволока в виде параллельных нитей, а к концам проволки приваривают медные выводы.

Рис. Конструкция проволочного преобразователя

Преобразователи характеризуются базойА = (2¸100) мм, сопротивлениемR0 = (10¸1000) Ом.

Пример обозначения проволочного тензодатчика: ПКБ8-50 – проволочный константановый на бумажной основе, база 8 мм, сопротивление 50 Ом.

До наклейки датчика на объект необходимо знать направление основного напряженияsпр. Для крепления тензодатчика к объекту применяются различные клеящие составы в зависимости от условий работы (температура, влажность, характер среды). При нормальных и повышенных температурах используются ацетоно-целлулоидные, бакелито-фенольные (БФ) клеи, лаки на основе органических смол (бакелит), кремний-нитроглифталевые и другие клеящие составы. При высоких температурах (700-800 оС) используются кремний-органические цементы на основе жидкого стекла. При наклейке необходимо соблюдать технологию наклейки и сушки, записанную в паспорте клея. Нарушение технологии может привести к весьма существенным погрешностям, называемым «ползучестью» клея.

Фольговые тензодатчики представляют собой тонко раскатанную ленту (фольга) из высокоомного материала толщиной 8-12 мкм, на которой часть металла выбрана травлением таким образом, что оставшаяся его часть образует, показанную на рис. 3.11, решетку с выводами.

При изготовлении фольговых тензодатчиков можно предусмотреть любой рисунок решетки, что является существенным их достоинством. У фольгового тензодатчика поперечная чувствительность равна нулю.

Рис. Конструкции фольговых тензодатчиков

Благодаря широкому развитию планарной технологии появилась возможность изготовлять полупроводниковые пленочные тензодатчики, выращивая их на подложке, выполненной из сапфира или кремния. Тензорезистор сцепляется с материалом упругого элемента за счет внутримолекулярных сил, что исключает погрешности, связанные с передачей деформации от упругого элемента к тензорезистору. На одном упругом элементе выращивается обычно структура в виде полумоста или даже целый мост, включая термокомпенсирующие элементы. Выращенные тензорезисторы обладают большей идентичностью, чем дискретные.

Схемы включения тензодатчиков

Тензодатчики могут включаться по схеме «делитель», показанной на рис. 3.12, и по мостовой схеме, представленной на рис. 3.13.

При включении тензодатчика по схеме «делитель» необходимо иметь источник тока. Учитывая, что батарея (источник питания) есть источник ЭДС, то последовательно с батареей включен резистор R1, сопротивление которого много больше, чем сопротивление тензодатчика (R1>>Rтд).

Рис. 3.12. Включение тензодатчика по схеме «делитель»

При включении тензодатчика по мостовой схеме необходим источник ЭДС.

Рис. 3.13. Включение тензодатчика по мостовой схеме

ЕслиR3/R1=R4/R2, тоUвых = 0, т.е. мост сбалансирован.

Чтобы устранить температурную погрешность используют тензодатчик-компенсатор, включенный в схему, показанную на рис.

Рис. Мостовая схема включения рабочего тензодатчика и тензодатчик-компенсатора:

ТДр – рабочий тензодатчик, ТДк – тензодатчик-компенсатор.

Тензодатчик-компенсатор должен наклеиваться на деталь перпендикулярно по отношению к рабочему тензодатчику. При изменении температуры окружающей среды сопротивления рабочего тензодатчикаRТДр и сопротивление тензодатчика-компенсатораRТДк изменяются одинаково. Мост может быть подключен к источнику постоянного или переменного тока. Для балансировки измерительного моста, показанного на рис. 3.15, необходимо включить в схему два резистора, гдеRш <Rб. Изменяя положение движкаRб, можно точно балансировать мост.

Рис. Мостовая схема с настройкой чувствительности

При питании моста переменным напряжениемc частотой ω выходная диагональ моста корректируетсяRC-звеном (рис. 3.16.) Это необходимо для коррекции сдвига фазы напряженияUвых за счет реактивных составляющих элементов схемы.

Рис. Мостовая схема с корректирующим звеном

Кроме измерения механического напряжения и деформаций в реальных конструкциях и деталях, тензодатчик применяются в качестве датчиков веса (массы), крутящего и изгибающего момента, давления газа или жидкости, перемещения, ускорения, силы, уровня и т. д.

Пример. Крутящий момент можно определить путем измерения механического напряжения в материале вала, наклеенных согласно рис. 3.17.

Рис. Способы наклейки тензодатчиков для измерения крутящего момента

Крутящий момент

,

где – измеренное механическое напряжение;  – полярный момент сопротивления сплошного круглого вала.

При включении тензодатчиков в два соседних плеча моста влияние деформации изгиба вала на результат измерения исключается, поскольку при изгибе сопротивление тензодатчиков изменяются одинаково как по величине, так и по знаку.

Схема включения тензодатчиков, при медленно меняющихся усилиях на переменном токе.

Способы уменьшения погрешности: питать фиксированной частотой и ставить фильтры. В мостах переменного тока при прохождении точки равновесия опрокидывается фаза выходного сигнала на 1800. Анализирует фазу выходного сигнала фазо-чувствительный выпрямитель.

С генератора подают напряжение постоянной фазы.

ФЧВ работает правильно, если Ux по фазы, тогда ФЧВ выдает полное выпрямленное напряжение. Если фазы не совпадают, то максимальная погрешность возникает при сдвиге в 900:

Для того чтобы фазы Ux и Uk совпадали, нужна фазосдвигающая цепочка R-C для смещения фазы Ux. В последние годы с развитием усилителей разрабатываются тензостанции (усилители прямого тока).

Вопрос№3. Обратная задача диагноза. Методы решения обратной задачи диагноза для комбинационных устройств. Активизация существенного пути.

Обратная задача диагноза.

Построение тестов является обратной задачей диагноза. Задача диагноза формулируется следующим образом: определить подмножество элементарных проверок , различающих заданную пару неисправностей  объекта диагноза. Решение этой задачи для всех возможных пар неисправностей даст тест поиска места дефекта.

Если проверки строить для пары исправная схема (решение) и  дефект, то получим проверяющий тест:  (данная задача проще, чем задача поиска места дефекта, т.к. пар  гораздо меньше, чем пар ).

Обратная задача относится к классуNP-полных задач или трудноразрешимых задач, т.е. решение этой задачи в общем случае может быть получено только полным перебором (на практике невыполнима, т.к. последовательностей много, даже для проверяющих тестов).

Пусть функция, реализуемая исправным объектом диагноза, а  функция, реализуемая объектом диагноза для заданной неисправности. Тогда решение уравнения  будет решением обратной задачи диагноза, т.е. построения теста.

Модель дефекта – одиночная константа 0 или 1, тогда нахождение элементарных проверок по структурной модели базируется на понятии существенного пути, лежащего в основе организации переборов вариантов решения.

Пусть в объекте есть некоторый одиночный дефект, который может быть обнаружен входным набором. Входной набор является тестом, если обладает свойствами:

1. возникшая неисправность проявляется, т.е. вызывает появление значения хотя бы одного внутреннего или выходного сигнала объекта диагноза, отличного от значения, которое этот сигнал имел бы для исправного объекта диагноза (это свойство называется – «условие проявления неисправностей»)

2. значение сигнала, вызванное появлением неисправности, передаются на один или несколько выходов объекта диагноза так, чтобы они отличались для исправного и неисправного случая. Это обозначает образование суммарного существенного (активизированного) пути распространения эффекта неисправности в объекты диагноза.

Эмиттерный повторитель. Анализ работы в режимах постоянного и переменного тока. Методы повышения входного сопротивления на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Реферат Изучение законов постоянного тока. Исследование зависимости КПД источника тока от сопротивления нагрузки

2. Реферат Компенсаторы постоянного и переменного тока

3. Реферат Измерения сопротивления мостом постоянного тока

4. Реферат Измерение сопротивления мостом постоянного тока

5. Реферат Релейно-контакторные системы управления электроприводами постоянного и переменного тока

6. Реферат ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОММЕТРОМ И МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

7. Реферат Определение сопротивления методом моста постоянного тока

8. Реферат ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА ТИПА МВЛ – 47

9. Реферат ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОДИНАРНЫМ МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

10. Реферат Границы применимости закона Ома. Измерение сопротивления мостом постоянного тока