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

КС – коэффициент усиления синфазного сигнала

КС=1/501190

КС=1.96*10-6

DКООС=UВХ СИН MAX*KC,

где UВХ СИН MAX – синфазное максимальное входное напряжение (UВХ СИН MAX=2.5 В).

DКООС=2.5*1.996*10-6

DКООС=7.7 мкВ

DКООС%=

DКООС%=0.0003

Оценка погрешности от тока сдвига (DIсдв)

U+=IСДВ*R2

где U+ - см. рис.4

U+= 0.7 мкВ

DIсдв= U+*Ку

DIсдв=0.7 мкВ

DIсдв%=

DIсдв%=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%

R1MIN= 39,996 Ом

R2MAX=40,004 Ом

Ток протекаемый через R1 и R2 будет

И тогда общая погрешность нормирующего усилителя будет равна

DНУ=((DR1R1max+DIсдв+DКООС+DIд обр+DUсм)/Ку)*100

4.6 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 IД=5 мА, а значение сопротивления R2 будет равно

где UБЭ VT1 – напряжение насыщения на переходе база - эмиттер транзистора VT1;UВХ_МIN – минимальное входное напряжение (2.4 В - уровень ТТЛШ);

IБ – ток протекающий через базу VT1

где IК – ток протекающий через коллектор VT1 (IК= IД)

5. 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 UВХ MAX – максимальное входное напряжение подаваемое на вход АЦП;

UВХ MIN – минимальное входное напряжение подаваемое на вход

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

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