Входное устройство

Входное устройство состоит из схемы защиты от перенапряжения и делителя напряжения.

Делитель предназначен для выбора пределов измерения за счет деления входного напряжения. В нашем случае три предела измерения:

Следовательно, будет три переключателя положений измерения SB1.1, SB2.1, SB3.1 и четыре резистора R1, R2, R3, R4.

Рисунок 3 - Схема входного делителя напряжения

Сопротивление на входе делителя напряжения примем равным целью снижения влияний вольтметра на измеряемую цепь входным сопротивлением вольтметра. Общее сопротивление делителя составит:

Рассчитаем номиналы резисторов:

Номинал резистора (

Номинал резистора

Номинал резистора

Номинал резистора

Мощность:

Мощность, рекомендуемая преподавателем:

Прямое напряжение:

Обратное напряжение:

Прямой ток:

Частота измерения:

Расчетное значение сопротивлений сверим с рядом E192 с учетом допуска . В качестве , , и будем использовать прецизионные резисторы типа С2-29B мощностью 0.25 Вт и с допуском . Предельное рабочее напряжение составляет 200 В., что обеспечит необходимый запас прочности по напряжению.

С2-29B - 0, 25 - -

С2-29B - 0, 25 - -

С2-29B - 0, 25 - -

С2-29B - 0, 25 - -

Суммарная максимальная погрешность делителя составляет:

Для защиты от перенапряжения воспользуемся двумя диодами , и резистором, ограничивающими ток на входе. Для данной схемы возьмём два диода типа КД212А, ток которого равен 1 А, максимальное прямое падение напряжения равно 1 В, максимальное обратное падение напряжения равно 500 В. Роль ограничительного резистора выполняет резистор делителя напряжения.

В схеме входного устройства для усиления напряжения воспользуемся прецизионным операционным усилителем К140УД25А.

Рисунок 4 - Цоколевка ИМС К140УД25А

Рисунок 5 - Схема включения усилителя напряжения ИМС К140УД25А

Коэффициент усиления составляет:

В данной схеме включения используется обратная отрицательная связь. Отрицательная обратная связь делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров в случае возникновения помех. Так как усилитель применяется для усиления постоянного напряжения, то ее применение вполне оправдано.

Таблица 1 - Назначение выводов ИМС К140УД25А

Вывод Назначение

1 Не подключен

2 Инвертирующий вход

3 Прямой вход

4

5 Корректировка

6 Выход

7

8 Корректировка

Таблица 2 - Параметры усилителя ИМС К140УД25А

Параметр

Напряжение питания, В(13, 5тАж16, 5)В

Потребляемая мощность, мВт160

Коэффициент усиления, дБ88

Входной ток, нАне более 4

Входное сопротивление, МОм40

Напряжение смещения, мкВне более 75

Скорость наростания входного напряжения, В/мкс0, 1

Граничная частота, МГцне менее 0, 4

Рассчитаем сопротивления:

Примем номинал резистора равным:

Тогда получаем:

Номинал резистора:

Рисунок 6 - Схема входного устройства