Простейшая схема ДУ изображена на рис. 1 Делитель напряжения на входе используется для того, чтобы коэффициенты усиления сигналов U1 и U2 сделать равными. Выходное напряжение определяется выражением: Uo=(U2-Ul)R2/Rl.
Дифференциальные усилители (ДУ) находят применение в качестве масштабирующих преобразователей для датчиков с малым выходным сигналом в условиях сильных промышленных помех, например, термопар, тензометров сопротивлений, емкостных датчиков, датчиков биотоков и
Дифференциальные усилители, включенные в мостовую схему и преобразующие приращение сопротивления в напряжение, называются мостовыми. Такие усилители применяются при использовании датчиков, включаемых по мостовой схеме. Различают мостовые усилители с нелинейной и линейной характеристиками.
для ее имитации в верхнем источнике напряжение помехи увеличено на 5 мВ. Полученные при этом результаты измерений показаны на рис.
Схема усилителя первого типа показана на рис. 10.12 [24]. Мостовая схема составлена из резисторов R и резистивного датчика R+r, где r — приращение сопротивления датчика в результате воздействия контролируемого параметра. В общем случае мост может состоять из комплексных сопротивлений — в зависимости от типа датчика (емкостного, индуктивного или чисто резистивного), а его питание осуществляться от источника Up как постоянного, так и переменного тока. Выходное напряжение схемы на рис. 10.12 определяется выражением [24]:
Зависимость Uo от r нелинейна, как и для любого неравновесного моста. Поэтому такая схема применяется только при малых относительных приращениях r/R.
(10.5)
(
Мостовая схема на рис. 10.13 относится к классу линейных. Ее выходное напряжение определяется выражением [24]:
Что такое синфазная помеха, как она проявляется в дифференциальном, инвертирующем и неинвертирующем усилителях?
Контрольные вопросы и задания
Какая разница между дифференциальными и мостовыми усилителями?
Проведите моделирование ДУ на рис. 10.10 при напряжении помехи в обоих каналах 10 В. Измерьте напряжение помехи на выходе (выполняется при минимальном значении полезного сигнала, например 1 мкВ). Если результаты измерения не будут соответствовать данным расчета, объясните причину (внимательно просмотрите список параметров выбранного ОУ, обратив особое внимание на значение Кoсoф)
Проведите моделирование схемы на рис. 10.13 и проверьте справедливость выражения ( Объясните, за счет чего в этой схеме обеспечивается линейная зависимость выходного напряжения от приращения сопротивления г.
Для схемы на рис. 10.12 с помощью формулы (10.5) рассчитайте зависимость Uo=F(r) при изменении г в диапазоне 0,01...0,5 кОм и затем проверьте моделированием при напряжении питания моста Up=l В. Найдите ошибку, допущенную в этой схеме в [24], сравнив ее со схемой на рис. После определения ошибки выберите сопротивления резисторов моста такими, чтобы они не оказывали существенного влияния на коэффициент передачи ДУ.
Навигация
