Параметрические стабилизаторы

1) параметрические преобразователи, в которых измеряемая неэлектрическая величина воздействует на резистивный, или индуктивный, или емкостный элемент так, что каждому значению неэлектрнческой величины соответствует определенное значение г, или L, или С активного, индуктивного или емкостного элемента электрической цепи измерительного устройства. При изменении измеряемой неэлектрической величины в той же степени изменяется >; или L, или С;

Параметрические преобразователи требуют наличия вспомогательного источника электрической энергии. К генераторным преобразователям относятся:

§ 10.2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

§ 10.2. Измерительные параметрические преобразователи . 244

В свою очередь параметрические преобразователи подразделяются на резистивные, индуктивные и емкостные.

Классификация преобразователей в настоящее время еще не установилась и не является общепринятой. Наиболее общей и охватывающей подавляющее большинство преобразователей является классификация ( 17-30) по принципу преобразования неэлектрической входной величины в электрическую выходную. Параметрические преобразователи основаны на изменении электрических параметров (сопротивление, индуктивность и емкость); энергетические заимствуют энергию преобразования от измеряемого объекта. Условно к этому типу преобразователей могут быть отнесены радиоактивные преобразователи и преобразователи э. д. с. Холла. Преобразователи косвенного преобразования являются более сложными и подразделяются на несколько классов. В них входная величина преобразуется в изменение звука, света или количества теплоты, а затем уже в электрическую величину на выходе. В болометрических преобразователях изменение количества теплоты приводит к изменению электрического сопротивления на выходе, а в калориметрических — к изменению какой-либо другой электрической величины, отличной от сопротивления.

В зависимости от вида выходного сигнала ИП, которым может быть энергетический процесс либо свойство вещества, различают генераторные и параметрические преобразователи К генераторным относятся преобразователи, выходные сигналы которых обладают энергетическими свойствами, в частности ими могут быть э. д. с., электрический ток, механическая сила, давление и т. и. Параметрическими являются преобразователи, в которых изменение входного сигнала приводит к изменению их определенных параметров — сопротивления, емкости, индуктивности, упругости и др. Для получения выходного энергетического сигнала в этих случаях требуются дополнительные источники энергии.

Входной величиной генераторных емкостных преобразователей обычно является электрическое напряжение, выходной — линейное или угловое перемещение подвижного электрода. К этой группе относятся электростатические измерительные механизмы, а также обратные электростатические преобразователи приборов.уравновешивания для измерения механических величин [125]. Входной величиной параметрических емкостных преобразователей является перемещение, выходной — изменение емкости. Следует отметить, что емкостные параметрические преобразователи используются не только в качестве преобразователей перемещений. В сочетании с механическими преобразователями давлений, сил, ускорений и вибраций в механическое перемещение они являются неотъемлемыми элементами емкостных манометров, динамометров, виброметров, акселерометров и т. п. К этой группе преобразователей следует отнести также емкостные модуляторы или так называемые динамические конденсаторы.

Бипараметрические преобразователи. Н. Раковяну (Социалистическая Республика Румыния) предложил для улучшения линейности характеристики преобразования частотных датчиков использовать би-

параметрические преобразователи, т. е. преобразователи с одновременным изменением как емкости, так и индуктивности колебательного контура [Л. 355]. Его преобразователь в простейшем случае ( 25-18) состоит из пластины изоляционного материала 1, в которую вделан ферэи-товый сердечник 2 с катушкой 3, а также проводящая пластина 4 кольцевой формы. Подвижная часть преобразователя содержит ферритовый якорь 5 и проводящую пластину 6. При изменении зазора 8 одновременно изменяются и емкость между пластинами 4 и 6 и индуктивность катушки 3, входящие в контур генератора с катодной связью ( 25-19).

1) параметрические преобразователи, в которых измеряемая неэлектрическая величина воздействует на резистивный, или индуктивный, или емкостный элемент так, что каждому значению неэлектрической величины соответствует определенное значение г, или L, или С активного, индуктивного или емкостного элемента электрической цепи измерительного устройства. При изменении измеряемой не электрической величины в той же степени изменяется г, или L, или С;

Параметрические стабилизаторы напряжения и тока. Схема простейшего параметрического стабилизатора напряжения изображена на 9.17, а. С помощью такого стабилизатора, в котором применяется полупроводниковый стабилитрон Д, можно получать стабилизированное напряжение от нескольких вольт до нескольких сотен вольт при токах от единиц миллиампер до единиц ампер. Если

§ 10.1. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения и тока

§ 10.1. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения и тока 120

Параметрические стабилизаторы переменного напряжения могут быть построены на стабилитронах. Для этой цели используют схему с двумя стабилитронами, включенными параллельно, но в противоположной полярности. В положительные полупериоды ток проводит один из стабилитронов, а в отрицательные — другой. Напряжение на выходе схем ограничивается рабочим напряжением стабилитронов. Схема очень проста, но в связи с вносимыми искажениями формы синусоидального напряжения на практике применяется редко.

Сущность компенсационного метода стабилизации сводится к автоматическому регулированию выходного напряжения. Компенсационные стабилизаторы состоят из трех основных элементов: сравнивающего, усилительного и регулирующего, а также источника опорного напряжения ( 174, а). В качестве источника опорного напряжения в большинстве случаев используют параметрические стабилизаторы. В элементе сравнения происходит сравнение выходного напряжения (или части его) с опорным. При номинальном выходном напряжении на нагрузке напряжение на выходе сравнивающего элемента равно нулю.. Если выходное напряжение отклоняется от своего номинального-значения, то на выходе сравнивающего элемента появляется, управляющее напряжение, равное разности двух напряжений;

§ VIII.4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НА КРЕМНИЕВЫХ СТАБИЛИТРОНАХ

Кремниевые параметрические стабилизаторы напряжения широко применяются для питания разного рода полупроводниковых устройств как источники эталонного напряжения в измерительной технике, а также как источники опорного напряжения в компенсационных транзисторных стабилизаторах напряжения.

VIII.4. Параметрические стабилизаторы на кремниевых стабилитронах ..........'.............. 209

В зависимости от рода напряжения стабилизаторы подразделяются на стабилизаторы переменного напряжения и стабилизаторы постоянного напряжения. По принципу стабилизации стабилизаторы подразделяются на параметрические стабилизаторы и компенсационные. В качестве параметрических стабилизаторов используют нелинейные элементы. Стабилизация напряжения в таких стабилизаторах осуществляется за счет нелинейности вольт-амперной характеристики нелинейного элемента. В параметрических стабилизаторах постоянного напряжения в качестве нелинейного элемента используют стабилитроны.

Среди стабилизаторов распросгранение получили стабилизаторы электрического тока, напряжения и мощности. Они делятся на параметрические и компенсаци )н ше. Параметрические стабилизаторы основаны на использовании нелинейных элементов, включаемых в схему последовательно с линейными элементами таким образом, чтобы при широком диапазоне изменений входного параметра выходной параметр изменялся значительно меньше, чем входной параметр. В компенсационных стабилизаторах выходной параметр сравнивается с заданным, в результате чего вырабатывается разностный сигнал, оказывающий воздействие на исполнительный элемент стабилизатора до тех пор, пока этот разностный сигнал не приблнзитсч к нулю. На В. 17 дана схема стабилизатора напряжения, выполненного на транзисторах. Регулирующим элементом является транзистор Ti, чувствительным органом—транзистор Т2, источником опорного напряжения — кремниевый стабилитрон Сг, напряжение на котором мало изменяется в широком диапазоне изменения тока. Увеличение входного па-пряжения U\ приводит к росту тока базы ;',-„ уменьшению внутреннего сопротивления и увеличению коллекторного тока iK транзистора Т2. Это вызывает таксе перераспределение напряжений в схеме сопротивлений стабилизатора и такое изменение режимов работы транзисторов Т1 и 72, что напряжение на выходе U2 останется стабильным. При снижении входного напряжения U\ уменьшается ток базы /в. Возникают новые режимы работы транзисторов 7/ и Т'2, при которых их внутренние сопротивления изменятся так, что наступает перераспределение напряжений в схеме и с;а-билизация напряжения 11? на выходе.

Эти цели применяются в качестве ограничителей амплитуды, умножителей и преобразователей частоты. Кроме того, по схеме 4.6, а отроят параметрические стабилизаторы напряжения (см. гл. 2), а по схеме 4.6,6 — делители напряжения, изменяющие потенциальный уровень почти без уменьшения сигнала.