4.1 Визначення часу перетворення вимірювального перетворювача

Найбільшу затримку у перетворення вносить сама термопара, що має час реакції більше 10 секунд (за умовою). Для розрахунку візьмемо час реакції 10 сек.

Вхідний сигнал АЦП, що приходить з термопари, змінюється з частотою

,

де Т - час реакції датчика, рівне 10сек.

За теоремою Котельникова частота квантування повинна бути не менше . На практиці зазвичай береться .

Для нашого випадку:

.

Тоді максимальний час перетворення дорівнюватиме:

Це зразкове максимальну сумарну час.

Тепер обчислимо зразкову фактичний час перетворення:

У двотактному інтегруючому АЦП співвідношення тривалостей тактів визначається рівністю:

чи

У нашому випадку U_вх приймемо рівним 5,241 В (підсилювач повинен підсилювати вхідний сигнал з датчика в 100 разів), U_оп - 2,5 У як найбільш часто використовується опорна напруга в сучасних схемах і найпростіше у виконанні.

Тоді час розряду , і загальний час перетворення АЦП:

.

Найважливішим практично корисною властивістю АЦП двотактного інтегрування є його висока завадостійкість до мережевих перешкод. Для цього тривалість першого такту t₁ вибирається рівної (або кратної) періоду напруги мережі 50 Гц, тобто

t₁ = 20 мс = 20 • 10^-3 с = 0,02 с.

Таким чином, максимальний час перетворення вимірювального перетворювача дорівнюватиме:

Цифровий фільтр, що стоїть після аналого-цифрового перетворювача, повинен виключити зі спектру сигналу високі частоти, і пропустити тільки корисний низькочастотний сигнал. Оцінимо час затримки сигналу в цифровому фільтрі. Час перетворення АЦП становить 0,062сек, звідси знайдемо частоту дискретизації АЦП як 1/0, 062сек ? 16Гц. Фільтр повинен зрізати цю частоту і всі частоти вище цієї. Швидкість зміни корисного сигналу дуже низька (час реакції датчика 10с). Фільтр пропустить всі сигнали з частотою нижче 16Гц, тобто періодом більш 0,062сек. Таким чином, затримка обробки сигналу цифровим фільтром дорівнює 0,062сек.

Сумарний час перетворення одно

,

що набагато менше зразкового сумарного часу перетворення.