научная статья по теме НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСХЕМ AD 598 Энергетика

Текст научной статьи на тему «НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСХЕМ AD 598»

УДК 62l.039.5ft4

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСХЕМ AD 598

II. II. Коток, Ф. X. Валнуллмп, В. III. Сулаберидзе

Приведены реальные характеристики преобразования нескольких произвольно выбранных микросхем АО 598АО и АО 598.Ш. Показано, что при определенных условиях работы дифференциально-трансфорг/агорного преобразователя {ДТП) эти характеристики вызывают дополнительную аддитивную погрешность блока вторичного преобразования (ВВП), построенного на микросхеме АО 598. Рекомендованы и экспсримснтапьно проверены способы уменьшения этой погрешности.

Микросхема Л!) 598 представляет собой преобразователь сигналов дифференциального трансформатора. Такие микросхемы имеют хорошие метрологические характеристики, Очень удобны и широко применяются в блоках вторичного преобразования сигнала ДТП [1,2]. Однако при работе ДТП в жестких внешних условиях, например, при температуре, меняющейся от комнатной до 300СС, ПВП, построенные па микросхемах ЛП 598 имеют аддитивную погрешность (уход нуля) 1-2%, что не всегда приемлемо. Для выяснения причин этой погрешности были сняты характеристики С>И1 /-'(1/^) при V иь для четырех произвольно выбранных микросхем Л1) 598А1) и одной Л1) 598]К, где Ь\ и иь~ напряжения на вторичных обмотках Д ТП, которые подаются на входы Га и IЪ микросхемы, соответственно (рис I).

От императора синусоидальных колебаний ГЗ-111 на входы Га и IЪ одновременно подавали одно п то же напряжение из рекомендованного в технических характе-рпстпках микросхем в диапазоне 0,1...3,5 В (здесь и далее приведены срсднеквадратические значения напряжения) при частоте <п 0,1 до 10 кГц. Резистор Л, подюиоча-

0.1 мкФ

0,1 мк<1>

емый к микросхеме между выводами 15 н 16 и определяющий ее коэффициент преобразования, имел дна значения: 30 и 61 кОм. Емкость трех конденсаторов, определяющих часюты среза внутренних фильтров нижних частот микросхем, составляла 2,2 мкФ. Входное и выходное напряжения измеряли цифровым вольтметром В7-38.

В микросхемах АО 598 реализован принцип само-компенсации [3], и их передаточная функция имеет вид:

UMX =

У„~Ун У a +U,.

ШмнА • R

l'iic.l Схема определения нс|>едаг10чныч характеристик: В7-38- цифро-ныевольтмегрм; ГЗ-1 II -iviieparopсинусоидальною напряжения; 1-20-иожки микросхемы; -Vs (I); ЕХС1 (2); КМ 2 (3); LE VI (4); LEV2 (5); FREQI (6); FREQ2 (7); ß I FI LT (й); B2FILT (9); Vb (10); Va (II); A2FILT (12); AI Fl LT (13); OUTFILT (14); FEKDBK (15); SIC; OUT (16); SIC REF (17); OFFS El 2 (1K); OFFSETI (19); +Vs(20)

Отсюда следует, что при любых Ua L'h в рекомендованном диапазоне 0,1...3,5 В напряжение Utuy всегда должно быть равным пулю. Однако на практике при U - Uh на выходе микросхем всегда присутствует напряжение, не равное нулю, называемое напряжением сдвига U . В технических характеристиках микросхем указаны значения типичного и максимального нормированного напряжения U во всем диапазоне входных сигналов и не описана зависимость U ог их значений.

Реальные характеристики при

U— I/. представлены на рис. 2 и 3. Из рис.2 видно, что напряжение I/ д не зависит от частоты входных ein налов и пропорционально значению R. Из рис.2 и 3 также видно, что у большинства микросхем наблюдается зависимость U 1 от напряжения Un. Особенно резко эта зависимость выражена в диапазоне значении U 0,1...IB. Это может привести к изменению выходного сигнала ВВП, не связанного с перемещением сердечника ДТП, а вызванного лишь пропорциональным изменением напряжении U и ( ', . Такое изменение возможно, например, при нагревании первичного преобразователя, питающегося от стабилизированного источника напряжения, вследствие увеличения сопротивления обмоток, уменьшения силы зока в них и по другим причинам.

С целью исключения или уменьшения ухода нуля ЬВП необходимо, следовательно, отбирать микросхемы, у которых напряжение С слабо зависит от напряжения U к (как,

Датчини и Системы • №1, 2001

43

уход нуля, равным 35 мВ. В обоих случаях чна-чения ухода нули неплохо совпали с экспериментальном зависимостью полученной при комиаггной температуре (см. рис. 2). Диапазон выходною сигнала при перемещении ь5 мм составлял ±4,5В.

При питании ДТП током 14 мА с частотой 400 Гц. чю соогшпствовало напряжению на вторичных обмотках 0,3 I), при увеличении температуры ДТП до 2Х0°С уход нули составил 4 мВ. Днаначон выходною сигнала при перемещении ±5 мм составил 14,4В.

Таким образом, предложенными способами можно значительно снизить уход нуля нч-1'пс. 2. {аиштшоеи. выходного сигнала L'tu% микросхемы Al) 59&JK мертеля линейных перемещений с ВВП на »1 нхцчиогоСИ1 нала U^-U-U^при Я-М к()м и частоте нанрижеинм нн- основе микросхемы АД 598, обусловленный пиши/-! кгц (♦); при «-3II к<)м п/-10 кГц (□); нрн Я-61 кЧ)м, цеидеальностмо передаточном характеристики),! кГц <Д); при lt-41 к<)м,/=5 кГц (х) ки микросхемы.

Возможен также более громоздкий н менее зкопомнчный способ уменьшения ухода нуля БВГ1 параллельное включение микросхем с характеристиками U^ '- имеющими противоположные знаки, с iwt-

ледуюшим суммированием их выходных сигналов.

В заключение отмстим, чю зависимость U^ в некоторых случаях можно нснольчовать дня улучшения метрологических характеристик измерителя перемещении. Если первичный преобразователь при нафсвапнн имеет большую собственную аддитивную иофсшпость (уход пуля), то выбором микросхем с соответствующими характеристиками U - ¡'(U^ ) п напряжение питания первичной обмогкп тту но|решность можно уменьшить.

ЛИТЕРАТУРА

например, у микросхемы .ЧуЗ, ем. рис. 3) или увеличить напряжение питания первичной обмогкп Д'П I до такою значения, чтобы напряжения U и Ub находились в диапазоне 1,5...3,5 В. Если увеличение напряжения неприемлемо, необходимо питать первичную обмотку ДТП от источника тока.

/1ля 'женернмепталмюн проверки и их предложении оы.т выбран высоко тем i icpiri у pit ы ¡i н ¡мертель линейных перемещений, состоящий нч ДТП с малым собстксппым температурным уходом нуля и ЬВП на микросхеме Al) 598JR с сопротивлением /Í-ЗО кОм, зависимость U ' o\ Un коюрой исследована ранее (см. рис. 2). Диапазон измеряемо! о линейною перемещения измерителя составлял 15 мм, а диапазон выходной) сигнала КВ11 - i4,4В

Нулевое положение сердечника, соответствующее нулевому выходному сигналу при комнатной температуре. устанавливали при U~Ub-0,3 В. При нагревании ДТП до температуры 280°С напряжение на вторичных обмотках уменьшилось на 27%: (J -Ub** 0,22 В, что сопровождалось уходом нуля до 65 мВ. При U—Ub~ 1,5 В увеличение температуры тою же Д'ПI до 2Х0°С вызвало

а

Китаю.-фирмы ANALOG DEVICES. 1992. Cyiaóepiuhe Ii.111., Haviyiniii Ф.Х.. Kornau П.П.. Черно-Орткип IO.fi. Днс|и|и:|кчщна11Ы1о-тра»сформит()рнис нре-обратоыислн линейных перемещений ятя реакторных тк-снсрнмснюн. Димитрию рад: ГИЦ НИИАР. 1999. Im К. A DitVcrcntial Transformer Willi Temperature and Exei-talion-lndcpctulcnl Output// IEEE Trans, on Instrumentation and Measurement, August 1972/ V.IM-21. №3. P. 24') 255.

L

ÜBX, В

Николай Петрович Китан старший научный со-труОннк;

'¡>ш\щ Хибнбу.поиич Налиултн старшин научный сотрудник:

Владимир Шатоеич Cyiaóepiuiie кат), техн. наук, начальник отдели.

Гос\1>арстчснный научный центр РФ «ПИИ атомных реакторов» S (M2i5) 35X69

E-mail: suUi(i¡¿osk. uiiar.siuihirsk.sii

l'iic. 3. Зависимость выходною сигнала U микросхем AD 598AI) «i входного сигнала Unml\mlJh нрн ЛЧ30 к()м и/М),4 кГцдля микросхемы .Nil (0). .Vî2 (■), №3 (Д) " As4 (X)

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком