Dziś jest środa, 16 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8934 -0.05% 1EUR 4.297 +0.05% 1GBP 4.961 +0.67%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
17 październik 2019
72 edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu 
więcej
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
20 luty 2008.

Cyfrowo sterowane symulatory rezystancji i konduktancji - przegląd, opisy działania, przykłady rozwiązań cz.1

Opisano budowę symulatorów rezystancji i konduktancji, dzieląc je wg  zasady działania na trzy charakterystyczne grupy. Podano opisy przykładów ich rozwiązań technicznych. Omówiono wyniki badań dokładności symulatorów.

    W dobie dominacji układów mikroprocesorowych, do budowy elektronicznych urządzeń automatyki i pomiarów oraz urządzeń testujących powszechnie stosuje się przetworniki cyfrowo-analogowe. Takie przetworniki o wyjściach prądowych i napięciowych od dawna szczegółowo opisywano w literaturze. Układy przetworników cyfrowo-analogowych, których wielkością wyjściową jest symulowana rezystancja, są tu nazwane symulatorami rezystancji. Rozwiązania układów tych symulatorów są rzadko opisywane w ogólnodostępnej literaturze technicznej [1] i dlatego autor postanowił zapoznać z nimi Czytelników PAR.Znaczącą w praktyce przemysłowej grupę układów pomiarowych i układów automatyki stanowią układy z wejściowymi rezystancyjnymi czujnikami tempera-tury. Powszechnie stosuje się platynowe rezystancyjne czujniki temperatury Pt 100 Pt 500, Pt 1000, gdyż charakteryzują się one dobrą stałością charakterystyki w czasie. Stosowane są także rezystancyjne czujniki niklowe Ni oraz miedziowe Cu o gorszych właściwościach metrologicznych. Z tego powodu współczesne stanowiska pomiarowe i testery do kontroli właściwości metrologicznych urządzeń pomiarowych temperatury i ciepła muszą stosować dokładne symulatory rezystancji sterowane sygnałem cyfrowym. Można wyodrębnić grupy różnych urządzeń pomiarowych przeznaczonych do współpracy z rezystancyjnymi czujnikami temperatury. Są to: cyfrowe lub analogowe mierniki temperatury, przetworniki pomiarowe temperatury o sygnałach wyjściowych analogowych lub cyfrowych, mikroprocesorowe lub analogowe regulatory temperatury oraz dość liczne mikroprocesorowe ciepłomierze stosowane do rozliczeń zużycia energii cieplnej. Mają one dwa wejścia przystosowane do dołączenia dwu rezystancyjnych czujników Pt 100 lub Pt 500, mierzących temperaturę zasilania oraz temperaturę powrotu medium grzejącego lub chłodzącego dany obiekt.Znajomość układów cyfrowo sterowanych symulatorów rezystancji jest niezbędna przy konstruowaniu komputerowych stanowisk pomiarowych oraz mikroprocesorowych zestawów do testowania różnorodnych urządzeń pomiarowych i urządzeń automatyki.Od symulatorów rezystancji przeznaczonych do urządzeń testujących wymaga się dużej dokładności. Toteż przetworniki cyfrowo-analogowe, stanowiące symulatory rezystancji, przetwarzają z dużą dokładnością wypracowane w układach mikroprocesorowych sygnały cyfrowe na analogowe wartości rezystancji. Do ich budowy stosuje się odpowiednie elektroniczne przełączniki analogowe, zestawy precyzyjnych rezystorów oraz układy liniowych wzmacniaczy monolitycznych.Warto zastanowić się, z jaką dokładnością powinny być zadawane rezystancje w układach symulatorów przeznaczonych do wzorcowania cyfrowych mierników temperatury, przetworników pomiarowych i mikroprocesorowych regulatorów temperatury z wejściami przystosowanymi do rezystancyjnych czujników temperatury typu Pt 100 lub Pt 500. Zazwyczaj wymaga się symulacji temperatury z dokładnością do 0,1 % zakresu jej zmian. Przy symulacji czujnika temperatury Pt 100 w zakresie 0?100 °C odpowiada to dopuszczalnemu błędowi symulacji 0,1 °C, a to stanowi ok. 40 mW dla czujnika Pt 100 lub ok. 200 mW dla czujnika Pt 500 i jest względnym dopuszczalnym błędem symulacji rezystancji o wartości ok. 0,04 %.Dopuszczalne błędy symulatorów czujników rezystancyjnych dla stanowisk do legalizacji ciepłomierzy do wody są wielokrotnie mniejsze. Toteż obecnie symulatory rezystancji czujnika temperatury zasilania i czujnika temperatury powrotu, stosowane w tych stanowiskach, wykorzystują sterowane cyfrowo elektromechaniczne serwomechanizmy położenia. Serwomechanizmy te ustawiają w odpowiednich położeniach styki specjalnych przełączników o nieznacznej rezystancji w stanie przewodzenia (ok. 2 mW). Tym sposobem serwomechanizmy te powodują przyłą-czenie do wyjścia odpowiedniego precyzyjnego rezystora o wymaganej rezystancji.

Zasada działania symulatorów

Schemat blokowy symulatora rezystancji podano na rys. 1. Wejściowy sygnał cyfrowy Xwe o odpowiednim kodzie steruje stanami załączeń układu analogowych przełączników sieci precyzyjnych rezystorów. Realizuje się następujące funkcje: zadawania wartości rezystancji lub konduktancji na dwu nieobciążonych zaciskach wyjściowych zadawania wartości rezystancji odpowiednio wzmocnionej lub tłumionej przez wyjściowy układ przetwornika i symulowania jej na dwu zaciskach wyjściowych symulatora albo odpowiedniego sterowania współczynnikiem wzmocnienia prądu proporcjonalnego do napięcia na wyjściu symulatora i wymuszania wartości prądu na jego dwu zaciskach wyjściowych, symulując dzięki temu rezystancję na tych zaciskach.Ze względu na sposób realizacji wyróżnia się trzy grupy symulatorów rezystancji:  symulatory dwójnikowe rezystancji lub konduktancji symulatory stosujące konwertery lub inwertery impedancji symulatory stosujące cyfrowe sterowanie i wymuszanie prądu wyjściowego proporcjonalnego do napięcia wyjściowego.W pierwszej grupie dwójnikowych symulatorów stosuje się połączenie szeregowe rezystorów bitowych (o wartościach w układzie dwójkowym) odpowiednio włączanych lub zwieranych kluczami sterowanymi sygnałem cyfrowym. W tej grupie symulatorów dwójnikowych można stosować też równoległe łączenie rezystorów, stanowiących konduktancje bitowe odpowiednio włączane lub przerywane kluczami sterowanymi sygnałem cyfrowym dla otrzymania odpowiedniej wartości konduktancji.W drugiej grupie symulatorów z konwerterami lub inwerterami impedancji, stosuje się połączenie kaskadowe dwu konwerterów ujemnej impedancji, a sieć rezystorów zadaje wartość rezystancji obciążenia ostatniego z nich proporcjonalną do cyfrowego sygnału sterującego. Rezystancja ta jest odpowiednio wzmacniana lub tłumiona i przetwarzana na dodatnią impedancję wejściową pierwszego konwertera, którego zaciski wejściowe są zaciskami symulatora. W tej grupie symulatorów wykorzystywać można znane z elektrotechniki teoretycznej [2, 3] proste, jednowzmacniaczowe konwertery ujemnoimpedancyjne oznaczane symbolem NIC (Negative Impedance Converter) [4]. W tej grupie symulatorów stosować też można żyrator, stanowiący inwerter dodatnioimpedancyjny PIV (Positive Impe-dance Inverter) [2]. W realizacji elektronicznej [3] jest to układ dwuwzmacniaczowy z siedmioma dokładnymi rezystorami w obwodach sprzężeń i obwodach obciążenia wzmacniaczy. Żyrator ma tą właściwość, że jego rezystancja wejściowa jest dodatnia i proporcjonalna do konduktancji obciążenia wyjścia żyratora, tak więc zaciski symulatora stanowią wejście żyratora. W symulatorze tym należy cyfrowo sterować wartością konduktancji zadawanej na wyjściu żyratora.W trzeciej grupie symulatorów z cyfrowym sterowa-niem i wymuszaniem prądu wyjściowego, sieć rezystorów odpowiednio steruje współczynnikiem wzmocnienia prądu wyjściowego wzmacniacza.

Pełna treść artykułu dostępna w czasopiśmie PAR

Źródło: PAR
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl