Трехпроводная линия связи. Примеры исполнения

Пример исполнения схемы представлен на рис

В данной схеме в ОУ по инвертирующему входу коэффициент усиления равен -1, а по инвертирущему равен 2. В результате, при условии того, что входное сопротивление по неинвертирующему входу много больше чем , можно записать:

В результате выходное сопротивление пропорционально значению преобразуемого резистора .

В ряде случаев, в качестве преобразуемого резистивного элемента используется термопреобразователь сопротивления, в котором в качестве физической величины, преобразуемой в сопротивление, является температура . В простейшем виде значение сопротивления в зависимости от температуры выражается следующим образом:

,

где  – сопротивление термопреобразователя при =0 °С;  – температура чувствительного элемента °С;  – температурный коэффициент 1/°С.

В измерительной схеме желательно, чтобы при 0°С на выходе был ноль. С этой целью в рассматриваемую схему достаточно ввести дополнительный резистор  (см. рисунок 29б). Тогда выходное напряжение выглядит следующим образом:

Откуда видно, что оно пропорционально температуре  °С.

Недостатком рассматриваемой схемы является недостаточная чувствительность. Например, для медного термопреобразователя сопротивления с =50 Ом, =4,2·10^-3 1/°С, =100 °С, =10 мА, для схемы изображенной на рис.4.29б получаем

Хотя этот недостаток можно легко компенсировать установкой дополнительного усилителя. Реализация такого подхода представлена на рис.11.6.

На данной схеме на ОУ₁ реализован дифференциальный усилителя с коэффициентом усиления дифференциального напряжения равным n. На ОУ₂ – усилитель с последовательной ООС с коэффициентом усиления равным 2. В результате выходное напряжение имеет вид:

В данной схеме необходимо, чтобы соблюдалось условие . В случае если  – термопреобразователь сопротивления, то .

Четырехпроводная линия связи. Функциональная схема. Примеры исполнения.

Для точных преобразователей сопротивления резистивного датчика, удаленного от измерительного преобразователя может оказаться, что трехпроводой линии связи недостаточно. Дело в том, что сопротивления линии связи имеют разброс. В этих случаях используют четырехпроводную линию связи, имеющую два токовых зажима - a, b и два потенциальных – c, d.

Тогда, согласно схеме, напряжения  и  будут равны:

и 

Выходное напряжение в данной измерительной схеме ищется в виде разности напряжений:

,

откуда видно, что при использовании четырехпроводной линии связи не только сопротивление линии, но и их разброс не влияет на результат преобразования. Однако следует помнить, что на зажимах 2,3 необходимо обеспечить холостой ход. Как правило, для таких схем используют измерительный усилитель (См. Рис.11.8б)