Măsurarea tensiunilor și curenților

In aceasta categorie sunt incluse convertoare relativ lente, dar de precizie ridicata, in special

datorita capacitatii lor de a rejecta perturbatiile alternative. Pot fi impartite in doua mari

categorii:

- Conversie tensiune-timp, urmata de masurarea numerica a intervalului de timp. Din

aceasta categorie fac parte convertoarele cu dubla panta si cele cu mai multe pante.

- Conversie tensiune-frecventa urmata de masurarea numerica a frecventei.

4.4.1.1. Convertoare cu integrare cu dubla panta

Principiul de functionare

a In prima etapa se integreaza, intr-un timp bine determinat t1, tensiunea necunoscuta:

t ( t ) RC

U t

RC

U t

dt

R

U

C

u t x x

t

x = - a = - = - I t =

t

, 0, ,

1

( ) 1

0

RC

U t

u T x 1

( 1 ) = -

Panta este

t

Ux

- , dependenta deci de Ux. Daca Ux>0, rezulta o rampa descrescatoare.

a In a doua etapa, se aplica la intrarea integratorului o tensiune de referinta, de polaritate opusa

lui Ux , -Uref

. 1

1 1 ,

( )

( ) t t

U t U t t

u t x ref 3

-

= - +

t t

Se constata ca in acest interval, panta este constanta.

Fig. 35. Convertoare cu integrare cu dubla panta

.

a Sa determinam intervalul de timp in care u t t ( x )

1

+ = 0:

ref

x

x

x ref x

U

U

t t

U t U t

1

1 = s =

t t

Constatam ca acest interval de timp este proportional cu tensiunea Ux, ceea ce justifica

afirmatia ca avem de-a face cu o conversie tensiune-timp. Din acest moment, problema care

mai ramane este doar aceea a masurarii numerice a intervalului de timp tx.

MEE2 Cap.4. Masurarea tensiunilor si curentilor

4/26

Schema bloc

a O schema bloc este data in figura 36. Ea permite conversia tensiunilor Ux , cuprinse intre 0 si

Uref.

CU

CD

DI PL

NUM

_

+

_

+

BLC

N1

RM

G I

COMP

K1

K2

Ux

-Uref

0

1

2

2

1

P

C

R

W

Fig. 36. Schema bloc a sistemului de masurare numerica a intervalului de timp tx

a Schema este compusa din

- integratorul propriu-zis,

- un comparator, un numarator reversibil cu posibilitate de incarcare paralel (NUM),

- un oscilator ce genereaza impulsuri de tact cu frecventa de repetitie fi (GI),

- un bloc logic de control (BLC) si

- un registru de memorie (RM) in care se inregistreaza rezultatul conversiei.

a Schema functioneaza in trei stari.

Starea "0" - este o faza de initializare.

- K1=0 - intrarea schemei este pusa la masa, se descarca condensatorul C.

- PL=1 - de incarca numaratorul cu N=N1, dat de BLC.

Starea "1" - este cea in care se realizeaza rampa descrescatoare. In aceasta stare, BLC pozitioneaza

comutatoarele dupa cum urmeaza:

- K1=1 - se incarca C, tensiunea la intrarea integratorului fiind Ux (panta variabila);

ca urmare, tensiunea la iesirea integratorului este negativa si iesirea comparatorului va fi

COMP=1;

- K2=1 - poarta este deschisa, deci impulsurile de tact sunt aplicate pe intrarea CD de

numarare inapoi. NUM numara inapoi, incepand din N1, pana cand se ajunge la N=0.

Aceasta faza se incheie cand N=0. Durata acestei stari este deci:

i

i i f

t N T T

1

1 = 1 , =

Starea "2" - este cea in care se realizeaza panta crescatoare.

- - K1=2 - integratorului i se aplica -Uref (rampa crescatoare, panta fixa);

- - K2=2. Atat timp cat u(t)<0, COMP=1 si poarta e deschisa iar N creste. Aceasta

stare se incheie cand u(t)=0, COMP=0. In acest moment poarta se blocheaza,

rezultatul numaratorului este transferat in memorie si ciclul de conversie se

incheie. Numarul de impulsuri contorizate in final este