Определение времени преобразования измерительного преобразователя

Наибольшую задержку в преобразование вносит сама термопара, имеющая время реакции более 10 секунд (по условию). Для расчета возьмем время реакции 10 сек.

Входной сигнал АЦП, приходящий с термопары, меняется с частотой

, где

Т - время реакции датчика, равное 10 сек.

По теореме Котельникова частота квантования должна быть не менее . На практике обычно берется .

Для нашего случая

.

Тогда максимальное время преобразования будет равно

Это примерное максимальное суммарное время.

Теперь вычислим примерное фактическое время преобразования:

В двухтактном интегрирующем АЦП соотношение длительностей тактов определяется равенством:

или

В нашем случае Uвх примем равным 5,241 В (усилитель должен усиливать входной сигнал с датчика в 100 раз), Uоп - 2,5 В как наиболее часто используемое опорное напряжение в современных схемах и самое простое в исполнении.

Тогда время разряда , и общее время преобразования АЦП:

Важнейшим практически полезным свойством АЦП двухтактного интегрирования является его высокая помехоустойчивость к сетевым помехам. Для этого длительность первого такта t1 выбирается равной (или кратной) периоду напряжения сети 50 Гц, т. е. t1 = 20 мс = 20 ∙ 10-3 с= 0,02 с.

Таким образом, максимальное время преобразования измерительного преобразователя будет равно:

Цифровой фильтр, стоящий после аналого-цифрового преобразователя, должен исключить из спектра сигнала высокие частоты, и пропустить только полезный низкочастотный сигнал. Оценим время задержки сигнала в цифровом фильтре. Время преобразования АЦП составляет 0,062 сек, отсюда найдем частоту дискретизации АЦП как 1/0,062 сек ≈ 16 Гц. Фильтр должен срезать эту частоту и все частоты выше этой. Скорость изменения полезного сигнала очень низкая (время реакции датчика 10 с). Фильтр пропустит все сигналы с частотой ниже 16 Гц, т. е. периодом более 0,062 сек. Таким образом, задержка обработки сигнала цифровым фильтром равна 0,062 сек.

Суммарное время преобразования равно

,

что гораздо меньше примерного суммарного времени преобразования.

Прочитайте еще и эти статьи:

Цифровой милливольтметр
Необходимо разработать схему цифрового милливольтметра, которая должна содержать аналогово-цифровой преобразователь, дешифратор и индикатор, показывающий измеренное значение. Так как по заданию напряжение питания схемы 10В и уровень вхо ...

Проектирование цифровой многофункциональной телемеханической системы ТУ-ТС-ТИ
В настоящее время имеется острая необходимость в автоматизации различных сфер нашей жизни. В связи с этим возникает необходимость применения средств автоматизации и вычислительной техники. Современное развитие техники, электроники и вычислительн ...