Sisteme de achizitii, interfete si instrumentatie virtuala

Παρουσίαση με θέμα: "Sisteme de achizitii, interfete si instrumentatie virtuala"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Sisteme de achizitii, interfete si instrumentatie virtuala
Prof. dr. ing. Valer DOLGA,

2 Cuprins_7 Introducere Surse de semnal
Amplificatoare de semnal. Exemplu de calcul Amplificatoare cu amplificatoare operationale Circuite pentru liniarizarea caracteristicii. Exemplu de calcul Prof. dr. ing. Valer DOLGA

3 Introducere in teoria circuitelor de conditionare
Schema bloc a sistemului de achiziţie a datelor Sursa de semnal Punct de referinta = legatura la masa Prof. dr. ing. Valer DOLGA

4 Surse de semnal a) Reprezentarea generala: semnal in tensiune Vs si rezistenta Rs; b) Sursa conectata la masa (grounded signal source): sursele de tensiune cu alimentare de la reţea, osciloscoapele, generatoarele de semnal. c) Sursa neconectata la masa (floating signal source): multimetrele digitale, bateriile, termocuplele, transformatoarele, amplificatoarele de izolare Prof. dr. ing. Valer DOLGA

5 Amplificatoare de semnal
mV 1….10 V Amplificator – reprezentare generala Coeficient de amplificare: G > 1 Atenuare: G < 1 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

6 Raspunsul in frecventa
Lățimea de bandă - gama de frecvență pentru care câștigul de tensiune a amplificatorului este de peste 70,7% din valoarea maxima Raspunsul in frecventa Prof. dr. ing. Valer DOLGA

7 a) semnalul original; b) – distorsiunea de fază (dependenţă liniară fază – frecvenţă); c) unghiul de fază variază neliniar cu frecvenţa Prof. dr. ing. Valer DOLGA

8 uzual semnalele utile rezultă în intrarea în mod diferenţial
“zgomotul” deseori în intrarea în mod comun; este de dorit ca amplificatorul să aibă un CMR cât mai ridicat; uzual 100 dB Modelul amplicatorului prin circuitul echivalent: rezistenta de intrare R0, rezistenta de iesire Ri si amplificarea G Prof. dr. ing. Valer DOLGA

9 Modelul circuitului de măsurare: sursă – amplificator – sarcină
Prof. dr. ing. Valer DOLGA

10 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

11 Exemplu de calcul Un traductor tensorezistiv pentru măsurarea forţei are semnalul de ieşire în circuit deschis în valoare de 120 mV şi o impedanţă de ieşire de 450 Ω. Pentru amplificarea semnalului se utilizează un amplificator cu factorul de amplificare G = 10. Care este eroarea de măsurare datorată intrării amplificatorului dacă impedanţa de intrare a acestuia are valoarea 5 kΩ? Prof. dr. ing. Valer DOLGA

12 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

13 Amplificatoare cu amplificatoare operationale
Amplificatoarele operaţionale (AO) sunt circuite integrate care includ în structura lor: circuite de intrare care le asigură o rezistenţă de intrare (impedanţă de intrare) foarte mare; amplificatoare diferenţiale; circuite de amplificare; circuite de ieşire care le asigură o rezistenţă de ieşire (impedanţă de ieşire) foarte mică. Caracteristici: câştig (amplificare) în tensiune foarte mare (de ordinul – ); rezistenţa de intrare foarte mare; rezistenţa de ieşire foarte mică; spectru de frecvenţă transmise fără distorsiuni de la current continuu până la frecvenţă de tăiere cât mai ridicată; factor de rejecţie pe mod comun foarte mare. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

14 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

15 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

16 Tensiunea diferenţială de intrare:
Tensiunea de ieşire a amplificatorului operaţional este proporţională cu tensiunea diferenţială de intrare. Factorul de proporţionalitate este denumit factor de amplificare în buclă deschisă a tensiunii diferenţiale de intrare: Prof. dr. ing. Valer DOLGA

17 Tensiunea de mod comun:
Prof. dr. ing. Valer DOLGA

18 741 a - varianta cu 14 pini: pinii 1, 2, 7, 8, 13,14 nefolososiţi; pinul 3 compensare decalaj; pinul 4 intrare inversoare; pinul 5 intrare neinversoare; pinul 6 –U; pinul 9 compensare de frecvenţă la ieşire; pinul 10 ieşire; pinul 11 +U; pinul 12 compensare de frecvenţă la intrare; b – varianta cu 8 pini: pinul 1 compensare decalaj; pinul 2 intrare inversoare; pinul 4 intrare neinversoare; pinul 4 –U; pinul 5 compesare decalaj; pinul 6 ieşire; pinul 7 +U; pinul 8 nefolosit. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

19 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

20 APLICAŢII ALE AMPLIFICATOARELOR OPERAŢIONALE
Prof. dr. ing. Valer DOLGA

21 Amplificator inversor
Punctul X este un punct de referinţă la un potenţial între V şi – V motiv pentru care este numit masă virtuală. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

22 Impedanţa de intrare coincide cu rezistenţa R1, avînd în vedere poziţia punctului virtual de masă.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA

23 nu se include semnul minus în calculul câştigului în tensiune;
Obs_1: semnul minus ataşat relaţiei anterioare este interpretat ca o schimbare de fază – este vorba despre amplificator inversor; nu se interpretează ca o pierdere sau o reducere a intensităţii semnalului Obs_2: nu se include semnul minus în calculul câştigului în tensiune; includerea ar face imposibil calculul logarithmic; semnul minus ataşat calculului final (dB) ar fi interpretat în mod eronat ca o pierdere Prof. dr. ing. Valer DOLGA

24 Obs_3 semnificaţia noţiunii “peak” în valoarea tensiunii de intrare este cea de amplitudinea semnalului Prof. dr. ing. Valer DOLGA

25 Amplificator ne-inversor
Prof. dr. ing. Valer DOLGA

26 Circuite pentru liniarizarea caracteristicii
Caracteristica neliniara Liniarizarea caracteristicii prin metode hardware SCM5B (DATAFORTH ) Prof. dr. ing. Valer DOLGA

27 Metoda matematica directa
pentru pentru unde: t – este temperatura RTD; R0 – rezistenţa RTD la 0 0C; 0C-1; 0C-2 0C-4. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

28 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

29 Exemplu de calcul Prof. dr. ing. Valer DOLGA

30 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

31 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

32 Amplificator logaritmic
Punte activă Amplificator logaritmic Prof. dr. ing. Valer DOLGA