Математична модель перетворювача ємність - часовий інтервал – двійковий код на базі інтегрального таймера та цифрового лічильника в програмному середовищі MicroCap

Abstract

У роботі представлено розробку та дослідження математичної моделі вимірювального перетворювача ємності вібросенсора у двійковий код за допомогою проміжного перетворення у часовий інтервал. Схему реалізовано на базі інтегрального таймера NE555 у режимі одновібратора та цифрового лічильника. Визначено метрологічні параметри елементів схеми, обґрунтовано вибір частоти дискретизації (2 кГц) та тривалості пускового імпульсу (5 мкс) відповідно до критерію Котельникова для дослідження низькочастотних вібрацій промислового обладнання. Проведено комп'ютерне моделювання у програмному середовищі MicroCap, яке підтвердило високу лінійність характеристики перетворення у діапазоні ємностей від 1 до 20 нФ, що відповідає кодовим значенням від 11 до 220. Отримані результати дозволяють інтегрувати перетворювач у стандартні 8-розрядні мікропроцесорні системи збору даних без ризику переповнення.

The paper presents the development and analysis of a mathematical model for a measuring converter designed to transform the capacitance of a vibration sensor into a binary code via an intermediate time interval. The circuit is implemented based on the NE555 integrated timer operating in a monostable multivibrator mode and a digital counter.