Oslash; Схемы подключения, основанные на непосредственном измерении

Последовательное подключение датчика (рис. 52,а). На этой и по­следующих схемах для простоты изложения измерительный прибор будет изображаться вместо остальной системы управления. Тогда сопротивление R_Н (по схеме – внутреннее сопротивление измерительного прибора) будет являться сопротивлением остальной сис­темы управления. Датчик на данной схеме приведен в виде переменного со­противления R₁, текущее значение которого X зависит от состояния объекта измерения. Входной величиной является X, выходной – сила тока I. Зависимость между ними (характеристика датчика вместе со схемой подключения) показана на графике и описывается законом Ома для последовательного соединения

. (32)

Как видно из графика (рис. 52,в), характеристика эта нелинейна и носит обратный ха­рактер (при увеличении X уменьшается I). В среднем участке А характеристику можно условно считать линейной с погрешностью нелинейности d. Эта погрешность является граничным условием точности данной схемы подключения, которая составляет обыкновенно 5...8 % от диапазона изме­рения А.

Параллельная (шунтовая) схема подключения (рис. 52,б). В отли­чие от предыдущей схемы закон Ома для параллельного соединения

. (33)

Внешний вид характеристики соответствует таковому у последовательного соединения. Характеристика так же является нелинейной и обладает обрат­ным характером. Точность данной схемы такова же, как у последователь­ной.

а	б	в

Рис. 52. Подключение датчиков: а – последовательное; б – параллельное;
в – характеристика соединений

Делитель напряжения (потенциометрическая схема) (рис. 53) представляет собой разновидность параллельного подключения датчика. Схема широко распространена в радиотехнике для изменения напряже­ния (отсюда и название). Выражение (33) для нее будет выглядеть

. (34)

Влияние величины X в числительной части выражения (34) более значимо, чем в знаменательной. Характеристика схемы имеет прямой характер, а так как влияние X в знаменательной части не пренебрежимо мало, то характеристика обладает явной нелинейностью. Ее прямой характер выгодно отличает данную схему от предыдущих. При увели­чении R_н нелинейность d уменьшается, но при этом снижается чувстви­тельность датчика – его возможность реагирования на малые возмущения на входе. Оптимальное сочетание для потенциометрических схем

, (35)

при этом точность схемы примерно равна 8...10 % диапазона измерения.

Рис. 53. Схема делителя напряжения

Общим достоинством всех схем непосредственного измерения явля­ется их простота: в них не входит ни одного элемента, кроме датчиков и соединительных проводов. Недостатком этих схем является относительно низкая точность (5…10 % диапазона измерения). Отсюда сфера применения этих схем: для подключения датчиков либо с дискретной характеристикой, либо применяемых для грубой оценки обстановки.