Мостова схема з малою споживаною потужністю

На рис 412а наведена схема, аналогічна зображеної на рис 41, але в даному випадку напруга живлення мостової ланцюга знижений до 1,2 В Таким чином, величина струму мостовий ланцюга знижується з 30 до 3,5 мА Зчитування значень

0, 01% при напрузі живлення 350-омного тензодатчика 10 В (рис 41) вимагає роздільної здатності 3 мкв Для схеми, показаної на рис 412a, необхідна роздільна здатність 360 нВ Схема на рис 4126 аналогічна попередньої, але в ній значення струму мостовий ланцюга знижено до величини, меншої 700 мкА (Див «Linear Technology», Application Note 43, p 18)

Періодичне включення мостового тензодатчика

На схемі рис 413 (похідною від схеми, представленої на рис 46) показаний спосіб зменшення споживаної потужності з одночасним збереженням рівня вихідного сигналу мостовий ланцюга Таке технічне рішення прийнятно в тому випадку, коли на виході не потрібно безперервний сигнал – більшу частину часу схема знаходиться в стані спокою і включається тільки на відносно короткий період Типовий випадок застосування такого варіанту – виконання опитувань віддалених датчиків про вагу резервуарів один раз на тиждень Значення струму в стані спокою приблизно дорівнює 150 мкА, нормальне значення струму у включеному стані – 50 мА (Див «LinearTechnology», Application Note43, p 19)

Імпульсної режим роботи мостового тензодатчика

На рис 414 показаний мостовий тензодатчик, що працює в імпульсному режимі На рис 415 зображені осцилограми сигналів на виході ІС AlA (А), на емітер Q1 (В), на виході ІС 74C221 (С) і на виході ІС A2 (D) Імпульсний характер роботи задається послідовністю тактових сигналів У включеному стані схема знаходиться не більше 250 мкс при частоті повторення близько 2 Гц Таке співвідношення дозволяє обмежити рівень споживання струму приблизно до 200 мкА Генератор AlA видає імпульси тривалістю 250 мкс кожні 500 мс (сигнал А, див рис 415) При калібруванні потрібно встановити нульовий рівень і коефіцієнт посилення (Див «Linear Technology», Application Note 43, p 20)

Мостовий датчик з пристроєм вибірки-зберігання

На рис 416 показаний мостовий датчик, що працює по командах дозволу і з безперервною видачею сигналу На рис 417 наведені осцилограми сигналів на колекторі Q2 (А), на виході LT1021 (В), на виході A1 (С) і на вході S1 (D) Безперервність видачі вихідного сигналу підтримується за допомогою доданого в схему пристрою вибірки-зберігання (ПВЗ) Транзистор Q2 вимкнений, якщо сигнал дозволу перебуває в стані низького рівня При цьому тільки мікросхеми A2 і S1 споживають енергію, в результаті чого значення струму споживання стає менше 60 мкА При переході сигналу дозволу в стан високого рівня транзистор Q2 (сигнал А на рис 417) відкривається і забезпечує

Рис 412 Мостовоя схема з малою споживаною потужністю: а) з напругою живлення моста 1,2 В Датчик тиску типу BLH/DHF-350) б) з струмом моста менше 700 мкА (датчик тиску MOTOROLA MPX2200AP)

подачу живлення на всі інші елементи схеми Протягом вибірки струм живлення досягає 20 мА, але при частоті повторення вибірок 10 Гц ефективне значення споживання знижується до 250 мкА За рахунок пониження частоти

Ріє 413 Схема з періодичним включенням мостового тензодатчика

Ріє 414 Схема з імпульсним режимом роботи мостового тензодатчика

повторення вибірок можна було б ще зменшити ефективне значення споживання, але цього не дозволяє зробити велика швидкість розряду конденсатора C1 (близько 1 мВ/100 мс) До того ж при частоті повторення 10 Гц забезпечується цілком достатня для більшості перетворювачів ширина смуги частот, що пропускаються Розкид чутливості перетворювачів (номінальне

Ріс415

Осцилограми для імпульсного режиму роботи мостового тензодатчика

значення 3 мВ / В) компенсується регулюванням посилення за допомогою змінного резистора опором 1 МОм Точність зберігання сигналу на виході A2 достаточнадля 12-розрядних систем Хоча вихідний сигнал видається безперервно, інформація оновлюється з частотою 10 Гц, і це слід враховувати при подальшій обробці сигналу датчика, маючи на увазі відомий критерій Найквіста (Див «Linear Technology», Application Note 43, p 21)

Ріє 416 Схема мостового датчика з ПВЗ Примітка до рис ** – Полістироловий конденсатор

Pnc417

Осцилограми сигналів мостового датчика з ПВЗ

Джерело: Ленк Д, 500 практичних схем на популярних ІС: Пер з англ – М: ДМК Пресс, – 44 с: Ил (Серія «Підручник»)