Основные характеристики аналоговой микросхемы ОР-27А

В систему сбора данных входят три линейных и один нелинейный датчики давления. Выходной диапазон напряжения нелинейного датчика давления составляет -2.5..+2.5, в входной диапазон АЦП – 0..+2.5. Согласовать уровни напряжения выхода датчика давления и входа АЦП можно с помощью схемы представленной на рис. 4. Данная схема состоит из: операционного усилителя – DA1, повторителя напряжения – DA2, схемы смещения – R1 и R2, схемы защиты – VD1 и VD2.. Для того чтобы не нагружать источник опорного напряжения[1] в состав схемы нормирующего усилителя вводится повторитель напряжения. Данная схема вносит в ССД погрешность.

Нормирующий усилитель

R1,R2 – 4 0 КОм,

R3 – 2 0 КОм.

VD1, VD2 – схема защиты

Рисунок 4

  4 . 5.1 Расчет погрешностей нормирующего усилителя

Суммарная погрешность нормирующего усилителя складывается из погрешности напряжения смещения (D_Uсм), погрешности тока сдвига (D_Iсдв), погрешности обратного тока диодов (В схеме защиты используются диоды марки 1N914A с обратным током утечки I_{Д ОБР.}=25 нА. Рассмотрим худший случай, когда I_{Д ОБР.}== 2*I_{Д ОБР.}) (D_{Iд обр.}), погрешности КООС (D_КООС), погрешности разброса параметров сопротивлений от номинального значения (D_{R1 R2 MAX}).

Оценка погрешности от напряжения смещения (D_Uсм)

D_Uсм= Uсм*Ку

где Ку – коэффициент усиления (в нашем случае Ку=1)

D_Uсм=25 мкВ

D_Uсм%=

D_Uсм%=0.001 %

Оценка погрешности от обратного тока диодов (D_{Iд обр} )

U_+д= I_{Д ОБР.}*R2

U_+д=0.002

D_{Iд обр}= U_+д*Ку

D_{Iд обр}=2 мВ

D_{Iд обр%}=

D_{Iд обр%}=0.0016

Оценка погрешности от КООС (D_КООС)

,

где Кд – коэффициент усиления дифференциального сигнала (Кд=1);

  К_С – коэффициент усиления синфазного сигнала

К_С=1/501190

К_С=1.96*10^-6

D_КООС=U_{ВХ СИН MAX}*K_C,

где U_{ВХ СИН MAX} – синфазное максимальное входное напряжение (U_{ВХ СИН MAX}=2.5 В).

D_КООС=2.5*1.996*10^-6

D_КООС=7.7 мкВ

D_КООС%=

D_КООС%=0.0003

Оценка погрешности от тока сдвига (D_Iсдв)

U₊=I_СДВ*R2

где U₊ - см. рис.4

U₊= 0.7 мкВ

D_Iсдв= U₊*Ку

D_Iсдв=0.7 мкВ

D_Iсдв%=

D_Iсдв%=0.00004%

Оценка погрешности вносимой разбросам сопротивлений R1 и R2 от их номинального значения.

Для того чтобы уменьшить погрешность выбираем сопротивления с отклонениями от номинального значения ± 0.05%

R1_MIN= 39,996 Ом

R2_MAX=40,004 Ом

Ток протекаемый через R1 и R2 будет

И тогда общая погрешность нормирующего усилителя будет равна

D_НУ=((D_R1R1max+D_Iсдв+D_КООС+D_{Iд обр}+D_Uсм)/Ку)*100