Figur 1 Konstant ström genom givaren R t.

Relevanta dokument
Operationsförstärkare (OP-förstärkare) Kapitel , 8.5 (översiktligt), 15.5 (t.o.m. "The Schmitt Trigger )

5 OP-förstärkare och filter

Automationsteknik Laboration Givarteknik 1(6)

Laboration - Operationsfo rsta rkare

OP-förstärkare. Idealiska OP-förstärkare

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

Signalbehandling, förstärkare och filter F9, MF1016

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

OP-förstärkaren, INV, ICKE INV Komparator och Schmitt-trigger

Vanliga förstärkarkopplingar med operationsförstärkaren

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik Ville Jalkanen mfl Laboration Tema OP. Analog elektronik för Elkraft 7.

Tentamen i Elektronik fk 5hp

Laboration 1: Styrning av lysdioder med en spänning

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 4 Operationsförstärkare

- Digitala ingångar och framförallt utgångar o elektrisk modell

Operationsfo rsta rkarens parametrar

Ett urval D/A- och A/D-omvandlare

Tentamen den 21 oktober TEL102 Inledande elektronik och mätteknik. TEL108 Introduktion till EDI-programmet. Del 1

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 5 april 2013

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

Krets- och mätteknik, fk

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

Lösningar till övningsuppgifter i

Laboration - Va xelstro mskretsar

Analog till Digitalomvandling

Laboration 4: Tidsplan, frekvensplan och impedanser. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Operationsförstärkarens grundkopplingar.

Hambley: OBS! En del av materialet kommer att gås igenom på föreläsningen

Tentamen i Elektronik för F, 2 juni 2005

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 11 januari 2013

För att skydda ett spänningsaggregat mot överbelastning kan man förse det med ett kortslutningsskydd som begränsar strömmen ut från aggregatet.

2. Strömförstärkare: Både insignal och utsignal är strömmar. Förstärkarens inresistans

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

nmosfet och analoga kretsar

Undersökning av logiknivåer (V I

TENTAMEN Tillämpad mätteknik, 7,5 hp

Hambley avsnitt 12.7 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar) sann 1 falsk 0

Laboration II Elektronik

Tentamen i Elektronik - ETIA01

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

DIFFERENTALFÖRSTÄRKARE

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk, ETEF15. Exempeltentamen

Analog till Digitalomvandling

(c) Summatorn. och utspänningen blir då v ut = i in R f. Med strömmen insatt blir utspänningen v ut = R f ( v 1. + v 2. ) eller omskrivet v ut = ( R f

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 16 dec 2008 klockan 8:00 13:00.

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Elektronik 2017 EITA35

1 Laboration 1. Bryggmätning

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR

Automation Laboration: Reglering av DC-servo

Föreläsning 4/11. Lite om logiska operationer. Hambley avsnitt 12.7, 14.1 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar)

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

Isolationsförstärkare

TENTAMEN Elektronik för elkraft

TSTE20 Elektronik Lab5 : Enkla förstärkarsteg

Operationsförstärkaren

Videoförstärkare med bipolära transistorer

Ellära. Laboration 2 Mätning och simulering av likströmsnät (Thevenin-ekvivalent)

4 Laboration 4. Brus och termo-emk

Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning.

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk - ETEF15

Olika sätt att bygga förstärkare. Differentialförstärkaren (översikt) Strömspegeln. Till sist: Operationsförstärkaren

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 6 mars 2006 SVAR

FÖRELÄSNING 3. Förstärkaren. Arbetspunkten. Olika lastresistanser. Småsignalsschemat. Föreläsning 3

Extrauppgifter Elektricitet

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Du har följande material: 1 Kopplingsdäck 2 LM339 4 komparatorer i vardera kapsel. ( ELFA art.nr datablad finns )

Extralab fo r basterminen: Elektriska kretsar

PROJEKTLABORATION i Analog Elektronik.

Svar till Hambley edition 6

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 5 Operationsförstärkaren. Elektronik för D ETIA01

Laboration D151. Kombinatoriska kretsar, HCMOS. Namn: Datum: Epostadr: Kurs:

MÄTNING AV ELEKTRISKA STORHETER

Du behöver inte räkna ut några siffervärden, svara med storheter som V 0 etc.

AD-DA-omvandlare. Mätteknik. Ville Jalkanen. 1

A/D- och D/A- omvandlare

Laborationsrapport. Kurs El- och styrteknik för tekniker ET1015. Lab nr. Laborationens namn Lik- och växelström. Kommentarer. Utförd den.

TENTAMEN Elektronik för elkraft HT

Sven-Bertil Kronkvist. Elteknik. Tvåpolssatsen. Revma utbildning

Laboration 1: Likström

Övningsuppgifter i Elektronik

Strömdelning på stamnätets ledningar

Konstruktion av volt- och amperemeter med DMMM

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6)

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

Förberedelseuppgifter... 2

SM Serien Strömförsörjning. Zenerdioden används i huvudsak för att stabilisera likspänningar.

Elektroteknikens grunder Laboration 1

Transkript:

Automationsteknik Övning givaranpassning () Givaranpassning Givare baseras ofta på att ett materials elektriska egenskaper förändras när en viss fysikalisk storhet förändras. Ett exempel är temperaturmätning där givarens resistans ändras med temperaturen. De flesta givare lämpar sig dock inte för direkt anslutning till t.ex. ett instrument eller en dator utan måste förses med någon form av signalanpassning. Ofta får man mycket små variationer från givaren och signalen måste därför förstärkas för att vara användbar. Ett annat problem som ofta måste beaktas är offset i signalen. Det finns ett antal olika varianter av temperaturgivare, en av dessa är Pt00 givaren. Den har fått sitt namn av att dess resistans är 00 Ω vid 0 C. Resistansen ökar med 0. Ω/ C vid ökande temperatur. I denna uppgift studeras hur signalanpassningen av en sådan givare kan utföras. Problem En Pt00 givare ska användas för temperaturmätning i intervallet 0-00 C. För detta ändamål ska en signalanpassningskrets konstrueras. Utsignalen ska vara en spänning som är proportionell mot temperaturen och varierar mellan 0 och 0 V. Konstruktionsförslag Det vanligaste sättet att mäta resistans är att generera en konstant ström genom den okända resistansen och sedan mäta spänningen över resistansen. En fördel med konstant ström genom givarkretsen är att kretsen blir kortslutningssäker. Figur Konstant ström genom givaren R t. En konstant ström kan enkelt genereras med hjälp av en OP-förstärkare. En ideal OPförstärkare med negativ återkoppling strävar alltid efter att lägga ut en utsignal som gör att spänningsdifferensen på ingångarna är noll. Detta innebär att spänningen över motståndet R i Figur kommer att vara lika med U ref. Strömmen genom R bestäms av resistansen och spänningen U ref. Eftersom ingen ström går in i en ideal OP går strömmen genom R även genom givaren R t. I t U = R ref = konstant För att få en stabil ström krävs en stabil referensspänning U ref. Denna kan skapas med en zenerdiod eller ännu bättre en spänningsreferenskrets. Varianten med zenerdiod visas i Figur. Spänningen från zenerdioden bör helst buffras med en spänningsföljare för att inte belasta zenerdioden.

Automationsteknik Övning givaranpassning () Figur Zenerdiod för referensspänning. Strömmen genom givaren får inte vara så hög att effektutvecklingen i givaren kan påverkar mätningen. För att undvika detta väljs en ström på ma vilket ger en effektutveckling på P = R I t t = 0.00 = 0. mw Med en ström på ma kommer spänningen över givaren att variera mellan 00 och mv. En. V zenerdiod väljes och motståndet R dimensioneras därefter. Spänningen över givaren ska nu mätas. Eftersom denna spänning inte är refererad till jord är det lämpligt att använda en differentialförstärkare. Figur Differentialförstärkare. Den mätta spänningen är låg och måste förstärkas. Dessutom är den 00 mv vid 0 C. Denna offset måste dras bort så att utspänningen blir bli 0 V vid 0 C. Detta kan åstadkommas med en summatorkoppling. Figur Summator för förstärkning och offsetjustering. Denna koppling inverterar insignalen vilket betyder att insignalen måste vara negativ för att få en positiv utsignal. Enklast löses detta genom att ingångarna till differentialförstärkaren vänds så att utsignalen U diff blir negativ. Offsetspänningen måste vara stabil och därför används referensspänningen från zenerdioden även som offsetspänning. Med hjälp av de två förstärkarstegen kan insignalen 00- mv

Automationsteknik Övning givaranpassning () förstärkas och offsetjusteras till 0-0 V. När de två förstärkarstegen dimensioneras är det lämpligt att dela upp förstärkningen ungefär lika på de två stegen. Hela givaranpassningskretsen visas i Figur. Figur Den färdiga konstruktionen. Hitintills har inget nämnts om matningsspänningen till OP-förstärkarna. I detta fall måste matningen vara dubbelsidig, förslagsvis ±V. Dubbelsidig matningsspänning kan fås från två seriekopplade nätaggregat men kan även skapas från en enkel spänningskälla med en spänning motsvarande hela spänningsområdet, i detta fall V. Utifrån denna spänning kan en mittpunktsjordning skapas med en spänningsdelare bestående av lika stora motstånd. Nackdelen är dock att matningsspänningen blir osymmetrisk om spänningsdelaren belastas osymmetriskt. Detta problem kan lösas genom att en spänningsföljare kopplas mellan spänningsdelaren och jordpunkten enligt Figur. Det är också nödvändigt att införa sk avkopplingskondensatorer på ca 00 nf mellan matning och jord. Sådana kondensatorer ska alltid placeras intill varje IC krets för att säkerställa en stabil matningsspänning. I annat fall kan det hända att förstärkarna blir instabila. Figur Dubbelsidig matningsspänning.

Automationsteknik Övning givaranpassning () Uppgifter. Koppla upp kretsen som skapar dubbelsidig matningsspänning och kontrollera dess funktion.. Koppla upp kretsen som skapar referensspänningen med en. V zenerdiod.. Beräkna resistansen som krävs för att få en ström på ma genom givaren.. Koppla upp kretsen som genererar en konstant ström. Prova att koppla in olika motstånd istället för Pt00 givaren. Lämpliga värden är 00 Ω och 0 Ω. Kontrollera att spänningen över dessa motstånd blir som förväntat.. Välj R =00 kω och beräkna R så att differentialförstärkaren får en förstärkning på 0 gånger.. Koppla upp differentialförstärkaren och verifiera att den fungerar som tänkt. Koppla in differentialförstärkaren och mät spänningen över 00 Ω och 0 Ω motstånd istället för givaren.. Välj R =0 kω och dimensionera de övriga motstånden till summatorn för att få lämplig förstärkning och offset.. Koppla upp summatorn och verifiera att den fungerar som tänkt. Koppla ihop summatorn med resten av kretsen och prova återigen med 00 Ω och 0 Ω motstånd istället för givaren. 9. Koppla in en Pt00 givare och prova att mäta temperatur.

TL0, TL0A, TL0B, TL0 TL0A, TL0B, TL0, TL0A, TL0B LOW-NOISE JFET-INPUT OPERATIONAL AMPLIFIERS SLOS00J SEPTEMBER 9 REVISED MARCH 00 OFFSET N TL0, TL0A, TL0B D, P, OR PS PACKAGE OFFSET N TL0, TL0A, TL0B D, JG, P, PS, OR PW PACKAGE TL0 U PACKAGE 0 9 TL0A, TL0B D, J, N, NS, OR PW PACKAGE TL0... D, J, N, NS, PW, OR W PACKAGE 0 9 TL0 TL0 TL0 OFFSET N 0 9 9 0 OFFSET N VCC+ 0 9 9 0 0 9 90 No internal connection symbols OFFSET N TL0 TL0 (each amplifier) TL0 (each amplifier) + + OFFSET N POST OFFICE BOX 0 DALLAS, TEXAS