Pevodnky pro men efektivn hodnoty stdavch napt Efektivn
- Slides: 10
Převodníky pro měření efektivní hodnoty střídavých napětí
Efektivní hodnota střídavého napětí (proudu) Efektivní hodnota je vyjadřuje prácí elektrického proudu (napětí) za dobu periody – je odvozena z výkonu elektrického proudu • Matematická definice efektivní hodnoty veličiny x(t) (napětí nebo proudu): • Fyzikální definice efektivní hodnoty proudu i(t):
Výpočtové převodníky a) Explicitní počítací převodník efektivní hodnot – nezpětnovazební převodník – vychází z matematické definice efektivní hodnoty veličiny KV – kvadrátor – obvod s kvadratickou převodní charakteristikou u 2=k. u 12 DP – dolnofrekvenční propust (integrační článek) – výstupem je ustálená střední hodnota druhé mocniny vstupního napětí ODM – výpočet druhé odmocniny Vlastnosti: • snadná realizace • omezený dynamický rozsah – max. 3 dekády • menší přesnost
Kvadrátor lze realizovat vhodným zapojením diod a rezistorů Je-li vstupní napětí U menší než prahové napětí diody D 1 protéká proud pouze rezistorem R 0 Překročí-li napětí U prahové napětí diody D 1 začne procházet proud i rezistorem R 1 S postupným zvyšováním napětí protéká proud více rezistory Vhodnou volbou rezistorů lze dosáhnout kvadratické závislosti mezi proudem a napětím i=k. u 2 Zpětný převod proudu na napětí se realizuje invertujícím zapojením operačního zesilovače
Obvody s kradrátory Druhá mocnina napětí Jednobran na vstupu invetujícího zapojení OZ tvoří zdroj proudu, v tomto případě I=k. U 12 Zpětnovazební rezistor převádí proud na napětí U 2=k. R 2. U 12 Druhá odmocnina napětí Kvadrátor realizující funkci I=k. U 2 napájený ze zdroje konstantního proudu zapojený ve zpětné vazbě realizuje odmocninu ze vstupního napětí U 1
b) Implicitní (zpětnovazební) převodník efektivní hodnoty Vstupní obvod současně realizuje kvadrát vstupního napětí dělený výstupním (zpětnovazebním) napětím Dolní propust (RC integrační článek) najde střední hodnotu průběhu U 10 Napěťový sledovač zajišťuje impedanční oddělení dolní propusti od dalších obvodů
Násobičky a děličky • lze realizovat logaritmickými a exponenciálními členy, které využívají exponenciální závislosti mezi kolektorovým proudem a napětím báze-emitor Exponenciální funkce Logaritmická funkce
Realizace druhé mocniny a dělení Blokové schéma obvodu pro realizaci funkce u. X 2/UZV Rozdíl logaritmů realizuje rozdílová zesilovač – hodnota rezistoru R/2 na vstupu rozdílového zesilovače realizuje násobení 2
Zpětnovazební tepelný převodník efektivní hodnoty Využívá porovnání tepelných účinků vstupního střídavého proudu a výstupního stejnosměrného proudu na dvou identických termoelektrických elementech = kombinace termočlánku a „topného“ rezistoru Vlastnosti: • pro nízké frekvence (20 Hz až 50 k. Hz) je přesnost vysoká v řádu 0, 01 % • mezní frekvence 10 MHz až 100 MHz při chybě 2 až 5 % • nevýhodou je dlouhá doba ustálení
Tepelný zpětnovazební převodník využívající pár monolitických termoelementů Operační zesilovač je zapojený jako rozdílový zesilovač porovnávající tepelné účinky vstupního napětí (proudu) s tepelnými účinky výstupního napětí ( proudu)