Блок извлечения квадратного корня БИК-1. Устройство, принцип действия, поверка

Описание работы блока. Одноканальные и двухканальные блоки извлечения корня БИК-1 предназначены для линеаризации статической характеристики и питания дифманометров комплекса преобразователей "Сапфир-22" при измерении расхода газообразных и жидких сред. Блоки БИК различного исполнения предназначены для питания преобразователей "Сапфир" с любым выходным информативным сигналом. Основные технические характеристики: Питание блоков от сети переменного тока напряжением 220В частотой 50Гц; Входные цепи блоков рассчитаны на подключение унифицированных сигналов постоянного тока (0-5)мА и (4-20)мА; Выходная цепь блоков обеспечивает формирование унифицированных сигналов постоянного тока (0-5)мА, или (4-20)мА; Пределы допустимой основной погрешности, выраженные в процентах от диапазона измерения выходного сигнала, соответствуют значениям. Устройство и работа блока . Блок конструктивно состоит из шасси, корпуса и функциональных узлов. Функциональные узлы объединены в отдельные модули. Каждый модуль представляет собой плату.Блок извлечения корня БИК-1 обеспечивает формирование унифицированного выходного сигнала, связанного с входным сигналом зависимостью, определяемой следующей формулой:

,

где I_вых - выходной сигнал, мА; I _{вых min} - нижнее предельное значение выходного сигнала, мА; ΔI_вых - диапазон изменения выходного сигнала, мА;

ΔI_вх - диапазон изменения входного сигнала, мА; I_вх - текущее значение входного сигнала, мА; I_{вх min} - нижнее предельное значение входного сигнала, мА.

Схема блока содержит следующие основные узлы: 1 - резистивный преобразователь входного тока; 2 - двухвходовый амплитудный модулятор с диодно-резистивной обратной связью, выполненный по схеме однополупериодного выпрямителя; 3 - фильтр нижних частот; 4 - широтно-импульсный модулятор с однополярным выходным сигналом (ШИМ); 5 - преобразователь напряжения в ток; 6 - стабилизатор напряжения; 7 - генератор с использованием одной обмотки положительной обратной связи; 8 - стабилизатор двух полярного напряжения питания; 9 - выпрямитель.

Узлы объединены в модули в виде элементов А1, А2, А3, А4. А1 - МИК - модуль извлечения корня; А2 - МНТ - модуль напряжение-ток; А3 - МПП - модуль питания преобразователя; А4 - МПР - модуль питания кондуктивного разделителя. Функциональная взаимосвязь узлов одноканального блока БИК-1. Резисторный преобразователь 1 осуществляет преобразование входного токового сигнала в сигнал напряжения, который подается на инвертирующий вход операционного усилителя с RC-обратной связью, работающего в режиме фильтра нижних частот 3. Сигнал, снимаемый с выхода фильтра 3, поступает на ШИМ 4, который преобразует сигнал напряжения постоянного тока в однополярные импульсы прямоугольной формы, следующие с переменной скважностью, зависящей от величины сигнала, подаваемого на его вход. Выходной сигнал ШИМ подается на один из входов амплитудного модулятора 2, выполненного по схеме однополупериодного выпрямителя и собранного на операционном усилителе. На другой вход амплитудного модулятора 2 поступает выходной сигнал фильтра 3. Во время формирования импульса ШИМом 4 выходной сигнал фильтра 3 не проходит через амплитудный модулятор 2, а во время паузы между импульсами указанный сигнал проходит через амплитудный модулятор на вход фильтра 3. Фильтром 3 осуществляется выделение средней составляющей преобразованного входного сигнала (информативного). Сформированный фильтром 3 сигнал напряжения постоянного тока далее поступает на узел 5 для преобразования в унифицированный сигнал тока (0-5) или ( 4-20)мА. Преобразователь 7 постоянного тока в переменный, выполнен по схеме генератора с использованием одной обмотки положительной обратной связи, на выходе которой установлены выпрямители 8 и 9. В узле 8 осуществлена дополнительная стабилизация выпрямительного напряжения. Таким образом, в основе операции извлечения корня лежит принцип преобразования сигнала путем двойной модуляции (импульсной и амплитудной) с последующей фильтрацией импульсного сигнала активным фильтром.Операции поверки (калибровки). При проведении поверки должны выполняться следующие операции: внешний осмотр; определение основной погрешности; определение вариации выходного сигнала. Средства поверки (калибровки): Цифровой вольтметр Ш 301-1 класса точности 0,015.Образцовая катушка сопротивления Р331 100 Ом класса точности 0,01; Резистор МЛТ-1-1,3 кОм ± 5% или сопротивление нагрузки, резистор 1,0 кОм; Калибратор тока П 320 класса точности 0,05.

Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы: блок установить в рабочее положение; блок включить в схему поверки и регулировки; включить питание блока и выдержать во включенном состоянии в течении 30 мин. Проведение поверки (калибровки): Определение основной погрешности блока.

Основную погрешность блока определяют следующим способом: выставить входной сигнал по прибору П 320; измерить значение выходного сигнала по прибору PV. Рассчитывают величину основной погрешности для каждого значения выходного сигнала по формуле: γ_Д = (I_расч.- I_изм)_. / I_N * 100 %,

где I_расч. – расчетное значение выходного сигнала, мА;I_изм. – измеренная величина выходного сигнала, мА; I_N – диапазон измерения выходного сигнала, мА; γ_Д - основная погрешность, %. При измерениях значения входных и выходных сигналов величина тока (I) определяется по формуле:

I = U_n / R, мА, где U_n – показания вольтметра, мВ; R – сопротивление образцовой катушки, Ом. Погрешность измерений напряжения не должна превышать 0,04 %.