Нарисуйте схему сложения-вычитания на ОУ, позволяющую осуществлять действия с учетом множителей.
Эта схема представляет собой обобщение схемы усилителя с дифференциальным входом. Общее выражение для выходного напряжения схемы сложения вычитания очень громоздкое, рассмотрим условия необходимые для правильной работы этой схемы.
Эти условия сводятся к тому, чтобы сумма коэффициентов усиления инвертирующей части схемы была равна сумме коэффициентов усиления ее неинвертирующей части. То есть инвертирующий и неинвертирующий коэффициенты усиления должны быть сбалансированы.
Символически это можно oбозначить следующим образом:
где m - число инвертирующих входов, n - число неинвертирующих входов.
Отсюда имеем:
Схема cложения - вычитания может одновременно складывать и вычитать, то есть производить алгебраическое суммирование сигналов, но сумма ее инвертирующих коэффициентов усиления должна быть равна сумме неинвертирующих коэффициентов.
Билет 36
3. Объясните принцип действия пьезоэлектрических преобразователей. Приведите примеры их применения.Действие пьезоэлектрического преобразователя основано на прямом пьезоэффекте. Обычно он представляет собой пластинку, изготовленную из пьезоэлектрического материала, на которой имеются два изолированных друг от друга электрода.В кристаллических диэлектриках различно заряженные ионы располагаются в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. Поскольку разноименно заряженные ионы чередуются и расположены так, что их заряды взаимно компенсируются, в целом кристалл электрически нейтрален. Одной из особенностей кристаллов является их симметрия. Кристаллы могут быть симметричны относительно некоторой оси, плоскости или центра. В соответствии с видом симметрии по определенным законам построена кристаллическая решетка и расположены ионы. В направлении оси Х ионы различных знаков чередуются и взаимно компенсируют свои заряды. При действии на кристалл силы FХ в направлении X кристаллическая решетка деформируется, расстояния между положительными и отрицательными ионами изменяются и кристалл электризуется в этом направлении. На его гранях, перпендикулярных оси X, появляется зарядq =d11FX пропорциональный силе FХ. Коэффициент d11 зависящий от вещества иего состояния, наз. пьезоэлектрическим модулем. Индексы при коэффициенте d определяются ориентацией силы и грани, на которой появляется заряд, относительно кристаллических осей. При изменении ориентации пьезоэлектрический модуль изменяется. Электризация кристалла под действием внешних сил называется прямым пъезоэффектом. Вещества, обладающие пъезоэффектом, называются пьезоэлектрихами. Для изготовления измерительных преобразователей наибольшее применение нашли естественные кристаллы кварца и искусственные пьезоэлектрические материалы — пьезокерамики.В зависимости от вещества, формы преобразователя и ориентации кристаллических осей входной величиной могут быть как силы, производящие деформацию сжатия—растяжения, так и силы, производящие деформацию сдвига. Последний вид деформации может использоваться в преобразователях, имеющих в качестве входной величины момент силы.Выходной величиной преобразователя является напряжение на электродах Е = q/C, где q — пьезоэлектрический заряд: С - емкость, образованная электродами. Е = dF/C функция преобразования пьезоэлектрического преобразователя. Если преобразователь имеет форму плоской пластины, то емкость между его электродами С =εr ε0Q/δ, где εr - относительная диэлектрическая проницаемость пьезоэлектрического вещества; Q — площадь электродов; δ — расстояние между электродами. ЭДС, возникающая на электродах преобразователя, довольно значительна — единицы вольт. Но если сила постоянна, то измерить ЭДС трудно, поскольку заряд, мал и быстро стекает через входное сопротивление вольтметра. Если же сила переменна, то образуется переменная ЭДС, измерить которую значительно проще. Если при этом период изменения силы много меньше постоянной времени, определяемой емкостью преобразователя и сопротивлением утечки заряда, то процесс утечки не влияет на выходное напряжение преобразователя. При синусоидальном законе изменения силы F=Fmsinωt ЭДС изменяется также синусоидально: E=Emsinωt Измерение переменной силы сводится к измерению переменной ЭДС или напряжения.Преобразователи, использующие прямой пьезоэффект и применяемые в приборах для измерения парам. механических процессов, в том числе: силы, акустического и быстропеременного давления, линейных и угловых ускорений, а также вибрации, ударов. Преобразователи, использующие обратный пьезоэффект и применяемые в качестве излучателей ультразвука в гидроакустике и дефектоскопии, преобразователях напряжения в перемещение (пьезодвигатели и пьезореле) для юстировки зеркал оптических приборов и исполнительных элементов систем автоматики. Преобразователи параметрического типа, использующие одновременно прямой и обратный пьезоэффекты - пьезоэлектрические резонаторы, наиболее эф-но излучающие и принимающие энергию на фиксированной резонансной частоте. Пьезорезонаторы применяются в полосовых фильтрах, линиях задержки, преобразователях перемещения или присоединенной массы в частоту для датчиков уровня, плотности и др
|
|
|
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 289; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!