Материал: 832

145

схеме рис. 12.19, б. Здесь достаточно пятипроводной линии, а усилитель может быть недифференциальным. На верхнюю вершину моста a с помощью DA1 подано напряжение U0. На нижней же вершине b с помощью DA2 поддерживается такое напряжение, при котором обеспечивается равенство нулю потенциала на левой вершине моста. А это равенство может быть достигнуто только при условии, что Ub U0R2 / R1. Выходное напряжение в данном случае будет определяться выражением

Простой пример мостового ПСН показан на рис. 12.20. Резисторы R1 должны быть равными, а сопротивление R подбирается равным сопротивлению датчика (он включен в цепь обратной связи ОУ) при Uвых = 0. Выходное напряжение определяется суммарным воздействием источника напряжения U0 со стороны

147

КОС Uвых Uвх R2R1 1000075.

Выбраны особостабильные резисторы ОС С2-29В(А) класса точности 0,1% номиналом R1=750 Ом, R2=100 кОм.

При этом мощность, выделяющаяся на резисторе R2 при Uвых 10В, незначительна и составляет

Р Uвых2 R2 102 100 1мВт.

Казалось бы, для уменьшения температурной погрешности от входного тока ОУ желательно работать с меньшими значениями сопротивлений (например, R1=75 Ом, R2=10 кОм). Однако тогда на резисторе R2 рассеивалась бы мощность 10 мВт, вызывая его некоторый разогрев относительно R1 и снижение температурной нестабильности КОС.

Относительная погрешность КОС за счет возможного отклонения от выбранной величины сопротивлений R1 и R2

R1, R2 R2 R1 .

Так как технологический разброс резисторов от номинальных значений может быть разным по знаку, в расчете на худший

случай погрешности R и должны по модулю суммироваться.

2 R1

Однако совпадение предельных значений погрешностей маловероятно (погрешности являются некоррелированными случайными величинами), и обычно результирующую погрешность определяют как

Дополнительную погрешность резисторов за счет изменения температуры окружающей среды оценим из условий (здесь ТКС –

R 75 10 6 20 0,0015 или R 0,15%. Изменение КОС за счет температурной погрешности резисторов будет примерно на по-

ниваем примерно в R1, R2 0,15%.

В схеме используется прецизионный ОУ типа К140УД17А с

Частотная коррекция ОУ не требуется.

Если балансировку нуля не производить (не ставить в схему резистор R3), сдвиг выходного напряжения при закороченном входе может достигать значения

Uвыхсдв Uсм 1 R2R1 IвхR2 0,25 134 1 34,5 мВ.

Если эту погрешность устранить балансировкой нуля при комнатной температуре, то смещение нуля будет определяться только дрейфом выходного напряжения Uвых

Uвыхдр Uсм Т 1 R2R1 Iвх Т R2

1,3 20 134 0,12 20 100 3484 240 3724 мкВ 3,7 мВ.

Относительная погрешность усилителя за счет дрейфа нулевого уровня составит

др 3,710000, или др 0,037%.

Относительная нестабильность коэффициента усиления ОУ по напряжению может составить ориентировочно

К Тmax Тmin 40 15%,

Тср 300

где Тср – средняя рабочая температура в градусах Кельвина. Относительная нестабильность КОС за счет нестабильности

коэффициента усиления ОУ определится выражением

Результирующую погрешность КОС за счет неидеальности ОУ оценим как

149

оу др К 0,037 0,013 0,05%.

Суммарная погрешность КОС измерительного усилителя не превысит значения

Σ R1, R2 оу 0,15 0,05 0,2%.