Схема автоматической коррекции на Рисунке 1 обнуляет ошибку датчика, такого как преобразователь давления, при опорном уровне его входного сигнала, например, при давлении окружающей среды. Схема представляет собой систему управления с аналого-цифровой обратной связью, в которой для обеспечения вариативности используется программируемый цифровой потенциометр. Схема на Рисунке 1 рассчитана на работу с датчиком давления с номинальным выходным сигналом 1 В ±50 мВ при атмосферном давлении и обеспечивает напряжение 1 В ±1 мВ. На основе усилителя IC1A сделана схема сумматора-вычитателя, на входы которой подаются выходное напряжение датчика VSENSE, напряжение смещения VSHIFT, равное 100 мВ, и напряжение коррекции VCORR. IC1B работает как компаратор, сравнивая выходное напряжение суммирующего усилителя с идеальным выходным напряжением датчика 1 В. Логический уровень выходного сигнала компаратора задает направление перемещения движка потенциометра, буферизованное напряжение которого используется в качестве корректирующего напряжения VCORR.
 |
|
| Рисунок 1. | Схема автоматической коррекции обнуляет ошибку датчика при опорном уровне его входного сигнала. |
Цифровой потенциометр CAT5112 имеет 30 положений движка, программируемых через инкрементно-декрементный интерфейс. Напряжение коррекции изменяется от 0 до 200 мВ и вычитается из смещенного напряжения датчика.
Математически это выражается так:
VOUT = (VSENSE + VSHIFT) – VCORR,
где
0 ≤ VCORR ≤ 200 мВ,
VSHIFT = 100 мВ,
0.95 В ≤ VSENSE ≤ 1.05 В.
Опорные напряжения 100 мВ, 200 мВ и 1 В для схемы вырабатываются из напряжения опорного источника 2.5 В путем понижения на резистивном делителе и буферизации повторителями напряжения. На логическом элементе IC2A реализован генератор прямоугольных импульсов, частота которого примерно равна 1/RC, в данном случае – 10 кГц. Схема программируется с помощью логических входных сигналов OSC и /CS. Когда уровень сигнала OSC низкий, а /CS – высокий, работа схемы запрещается. При отключенной схеме напряжение VOUT сохраняет последнее скорректированное значение.
Схема включается и корректирует выходное напряжение для нового датчика или другого набора условий, когда уровень сигнала OSC высокий, а /CS – низкий. Чтобы сохранить текущее положение движка цифрового потенциометра в энергонезависимой памяти, сначала необходимо установить низкий уровень на выводе OSC, а затем подать на /CS перепад с низкого уровня на высокий. Если питание пропадает и позже восстанавливается, потенциометр переходит к скорректированному значению, сохраненному в энергонезависимой памяти. Измеренная погрешность в системе составляет менее 1 мВ, однако выбором усилителей с лучшими характеристиками, потенциометра с более высоким разрешением и резисторов с меньшими отклонениями номиналов погрешность можно сместить в область микровольт. В этой схеме используются три микросхемы и несколько дискретных компонентов; таким образом, схема представляет собой недорогую альтернативу более сложным системам автоматической коррекции, использующим ЦАП, АЦП и микропроцессоры.
Купить CD74HC132 на РадиоЛоцман.Цены
