Патрик Гёлль - Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс Страница 21

Конечно, данный коэффициент преобразования можно изменить, использовав другой резистор соответствующего номинала.

Микросхема МАХ471 имеет верхний предел измеряемой силы тока 3 А (10 А пикового значения в течение не более 10 мсек). Кроме того, можно отрегулировать схему для получения на выходе напряжения 5 В при силе тока 3 А. При этом в программу необходимо добавить корректирующий множитель.

В любом случае рекомендуется точно откалибровать устройство, так как точность внутреннего измерительного резистора заметно ниже, чем у хорошего шунта. Но благодаря очень высокой температурной стабильности полная погрешность коэффициента преобразования составляет менее 2 %, что соответствует возможностям 8-разрядного АЦП.

Принципиальная схема датчика тока, приведенная на рис. 6.20, содержит подстроечный резистор 10 кОм, позволяющий регулировать ее коэффициент передачи в широких пределах относительно величины 1 В/А.

Рис. 6.20. Принципиальная схема датчика тока

Заметим, что направление измеряемого электрического тока (его знак) может быть произвольным. Микросхема МАХ471 в некотором смысле «выпрямляет» напряжение, падающее на шунте, с тем чтобы выходное напряжение всегда оставалось положительным. Это очень важно при работе с любым виртуальным измерительным прибором, нечувствительным к отрицательному напряжению.

Светодиод D1 служит для индикации знака измеряемого тока, что может оказаться полезно в некоторых практических случаях (например, в режиме заряда или разряда аккумулятора).

Вообще говоря, устройство должно питаться от гальванической батареи 9 В (рис. 6.21), но в ряде ситуаций (например, при длительных измерениях) напряжение питания можно получать непосредственно от источника, формирующего измеряемый ток. Для этого достаточно использовать схему, приведенную на рис. 6.22, по крайней мере, при напряжениях от 3 В до 36 В.

Рис. 6.21. Схема питания устройства от гальванической батареи

6.22. Схема питания устройства от измеряемой цепи

Как и все устройства, описанные в этой главе, датчик тока собран на печатной плате, близкой по размерам к гальванической батарее 9 В, от которой осуществляется его питание. После изготовления платы в соответствии с рис. 6.23 на нее надо установить элементы в соответствии с монтажной схемой (рис. 6.24).

Рис. 6.23. Топологическая схема печатной платы датчика тока

Рис. 6.24. Монтажная схема датчика тока

Внешний вид устройства показан на рис. 6.25.

Рис. 6.25. Внешний вид датчика тока

Две соединительные колодки, установленные на плате, позволяют подключить измерительную цепь и источник питания с одной стороны, а с другой стороны снять выходное напряжение. К последним клеммам двумя проводами с соблюдением полярности подключается аналого-цифровой преобразователь.

Калибровка устройства осуществляется подстроечным резистором R2 с использованием, например, источника стабильного образцового тока величиной 3 А. Можно установить и другие диапазоны измеряемой силы тока при диапазоне выходного напряжения от 0 до 5 В. Для этого необходимо изменить коэффициент преобразования, т. е. сделать его отличным от единицы (1 В/А). Новое установленное значение следует запомнить и ввести в качестве параметра в программную часть виртуального измерительного прибора.

Приложения

Ниже приводятся сведения о файлах, которые являются дополнением к этой книге. Найти их вы можете по адресу http://www.dmk.ru.

Даны также координаты фирм-поставщиков и торговых предприятий, к которым читатели могут обратиться по интересующим вопросам.

ФАЙЛЫ, НАХОДЯЩИЕСЯ НА СЕРВЕРЕ

К программному обеспечению, дополняющему книгу, относятся следующие файлы и директории:

Файлы, находящиеся в корневой директории, позволяют установить демонстрационные версии программ, обычно поставляемых с АЦП ADC 10 и ADC 12 компании PICO Technology.

Для установки версии DOS надо запустить программу INSTALL.EXE, а для версии WINDOWS — программу WINSTALLEXE из меню «Выполнить…». Процедура установки позволяет выбрать язык, на котором должны работать программы.

Демонстрационные версии позволяют смоделировать большинство предлагаемых режимов, но только для сигналов, имитируемых самими программами. Аналого-цифровой преобразователь, подключенный к ПК, будет в этом случае проигнорирован.

Директория BASIC включает все программы и драйверы, листинга которых приведены в книге, за исключением тех, которые написаны на языке TurboPASCAL. Последние находятся в директории PASCAL (исходные тексты) и EXE (исполняемые модули).

Наконец, в директории РСВ содержатся топологические схемы всех печатных плат, рассмотренных в этой книге, в виде файлов с расширением РСВ, сгенерированных пакетом BOARDMAKER.

ПОЛЕЗНЫЕ АДРЕСА

Здесь приведены координаты фирм-поставщиков и торговых предприятий, упоминаемых в книге, к которым читатели могут обратиться для приобретения комплектующих, программ, компонентов, а также получить всю необходимую дополнительную информацию по интересующим вопросам.

• Autex (095) 3347741, (095) 3348729, [email protected]

• Чип и Дин (095) 2819917, (095) 2813368, [email protected]

Примечание. Можно применять любые подходящие по размерам резисторы. Особое внимание следует обратить на входные блоки и каскады описанных устройств. В них необходимо использовать только металлопленочные резисторы, например, типов МЛТ, ОМЛТ, а также из группы С2 (например, С2-21 или С2-23). В остальных случаях допустимо применять любые подходящие конденсаторы.

* * *

Примечания

1

В иностранной литературе часто встречается обозначение точности в единицах ppm (частей на миллион), что соответствует множителю 10-6.