Выбор и расчет внешних элементов гальванической развязки

В качестве элементов гальванической развязки используется цифровая микросхема 249ЛП5 - оптоэлектронный переключатель на основе диодных оптопар выполненных в металлостеклянном корпусе. основные характеристики цифровой микросхемы 249ЛП5 приведены в табл. 5.

Таблица 5

Основные характеристики цифровой микросхемы 249ЛП5

Принципиальная схема подключения элемента гальванической развязки в соответствии с ТЗ приведена на рис. 5

Схема включения элемента гальванической развязки

R2, VT1 –схема усиления входного тока,

Рисунок 5

Выходной ток ДКД усиливается с помощью транзистора VT1 т.к. максимальный выходной ток датчика контроля за давлением меньше, чем входной ток элемента гальвано развязки.

Значения сопротивления R1 можно рассчитать по следующей формуле

при I_Д=5 мА, а значение сопротивления R2 будет равно

где U_{БЭ VT1} – напряжение насыщения на переходе база - эмиттер транзистора VT1;U_{ВХ_МIN} – минимальное входное напряжение (2.4 В - уровень ТТЛШ);

  I_Б – ток протекающий через базу VT1

где I_К – ток протекающий через коллектор VT1 (I_К= I_Д)

АПРОКСИМАЦИЯ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНОГО ДАТЧИКА

Уравнение аппроксимированного участка статической характеристики нелинейного датчика выглядит следующим образом:

где a и b – коэффициенты, представленные в форме чисел с фиксированной точкой.

С АЦП приходит 12-ти разрядный код в диапазоне 0..4095,что соответствует диапазону входных напряжений 0 ...+2.5 В.

Разрешающую способность по напряжению можно рассчитать как:

где МЗР =  

       где U_{ВХ MAX} – максимальное входное напряжение подаваемое на вход АЦП;

                   U_{ВХ MIN} – минимальное входное напряжение подаваемое на вход

Выразив p из (2) и приняв во внимание (3), формула нахождения давления от напряжения примет следующий вид:

(3)

Для уменьшения погрешности аппроксимации статическая характеристика нелинейного датчика давления делится на 4 равных отрезка и находятся коэффициенты a и b (см. табл.6) для уравнения вида p(код)=a*код+b описывающего каждый из этих отрезков.

Таблица 6

Таблица переведенных коэффициентов

Аппроксимация статической характеристики нелинейного датчика давления была произведена с помощью программы MATHCAD 8.0 (см п.5)