1. Яке призначення потенціометричних датчиків?
2. Які параметри дозволяють контролювати ці датчики?
3. До яких датчикам за принципом дії відносяться потенциометрические датчики і чому?
4. У чому особливість двотактної схеми включення датчика?
5. Пояснити сенс назви одно- і двотактної схеми.
6. Що означає для датчика «реверсивна схема включення»?
7. У яких датчиків виникає ступінчастість характеристики і як від неї позбутися?
8. Чим відрізняються лінійні і нелінійні датчики?
9. Чи можна за допомогою лінійного датчика отримати функцію cos x?
10. З якого матеріалу виготовляють намотування потенціометричних датчиків і чому?
Лабораторна робота 2: Дослідження диференціального трансформаторного датчика ДТД.
Мета: - Закріпити теоретичні знання за принципом дії ДТД і зняти його статичну характеристику;
- За влучним висловом зробити висновок про особливості досліджуваного датчика.
1. Блок живлення зі змінним вихідним напругою 36В.
2. Диференціальний трансформаторний датчик.
4. Клемні дроти - 4 шт.
Диференціальні трансформаторні датчики, завдяки своїм цінним якостям, отримали велике поширення для виміру неелектричних величин. До числа позитивних якостей цих датчиків слід віднести:
1) високу чутливість, яка забезпечується за рахунок можливого виконання вторинної обмотки датчика з великим числом витків;
2) можливість вимірювання дуже малих переміщень. Це пояснюється тим, що датчик має високий вихідний опір, яке добре узгоджується з вхідним опором електронного підсилювача;
3) значний лінійний ділянку характеристики.
ДТД є два суміщених трансформатора із загальним рухомим якорем. Розрізняють декілька конструктивних форм диференційно-трансформаторних датчиків, які відрізняються один від одного магнітною системою: плоскі ДТД з магнітопроводом плоскої форми і циліндричні ДТД, у яких муздрамтеатр має круглий перетин.
У даній лабораторній роботі буде досліджуватися циліндричний ДТД з зосередженої первинної обмоткою. У цьому датчику на загальному ізоляційному каркасі розташовані три котушки: первинна Wв і дві вторинні. Обидві вторинні котушки мають строго однакову кількість витків і виконуються проводом одного діаметра. Всередині котушок переміщається якір циліндричної форми (плунжер), на який впливає контрольована величина Х. Зовні котушки охоплюються круглим магнитопроводом з листової електротехнічної сталі.
При нейтральному положенні якоря наведені в обмотках ЕРС дорівнюватимуть (Е1 = Е2), а вихідне значення е.р.с. дорівнює нулю (Е = 0). При зміщенні якоря вгору або вниз від нейтрального положення на величину Х порушується рівність е.р.с. (Так як магнітний потік в одній котушці збільшується, а в інший зменшується) і результуюча ЕРС що дорівнює різниці е.р.с. в котушках, набуває деяке значення (при зустрічному включенні вторинних котушок). Величина цієї е.р.с. буде залежати від величини зміщення якоря, а фаза - від напрямку переміщення якоря.
9. За даними таблиці побудувати графік залежності U вих = f (Х).
10. За отриманою характеристиці зробити висновок про роботу датчика.
1. Пояснити назву досліджуваного датчика.
2. На чому заснований його принцип дії?
3. Пояснити пристрій і роботу датчика по його схемі включення.
4. Як називається отримана характеристика датчика?
5. Про які властивості датчика можна судити по його характеристиці?
6. Пояснити особливості отриманої характеристики досліджуваного датчика.
7. Що таке чутливість датчика?
8. Чи можна чутливість датчика визначити під час лабораторної роботи?
9. Чим відрізняється реверсивна схема включення датчика від нереверсивний?
10. Що таке інерційність датчика і чи можна її визначити під час лабораторної роботи?
Лабораторна робота 3: Дослідження фото і термодатчиков.
Мета роботи: Закріпити теоретичні знання за принципом дії генераторних датчиків і зняти статичні характеристики фото і термодатчиков.
1. Комбінований прилад М 92А-2 шт.
2. Магнітоелектричний вольтметр М4213 з температурною шкалою.
3. Термопара ТХК.
4. Фотодиод ФД265А.
5. Подвійні дроти-2 шт.
6. Одинарні дроти-4 шт.
Принцип дії фотодатчика заснований на використанні зовнішнього фотоефекту, який полягає в тому, що під дією світлового потоку з поверхні деяких металів може відбуватися вибивання потоку електронів. Причому потік цих електронів буде тим більше, чим сильніше буде освітлення фотодатчика. Величину електронного потоку можна заміряти електричним приладом, який можна відразу переписати в одиницях освітленості, але для цього необхідно знати статичну характеристику фотодатчика. Цю характеристику визначають експериментальним шляхом.
Принцип дії термодатчика заснований на використанні термоеффектом, який полягає в тому, що якщо два провідника різної провідності спаяти з одного боку, то вийде термопара. Якщо потім спаяні і вільні кінці цієї термопари помістити в середовища з різними температурами, то на вільних кінцях утворюється термоерс. Величина цієї ЕРС буде пропорційна різниці температур вільних і спаяних решт. Цю ЕРС можна виміряти електричним вольтметром. Якщо шкалу вольтметра переписати в градусах, то вольтметр може стати «термометром».
Мал. 4. Схема дослідження фотодатчика
Мал. 5. Схема дослідження термодатчика
Порядок виконання роботи:
1.1.Ознакоміться з блоком 1, сектором А2.
1.2.К резистору Rр, розміщеному на стенді, підключити постійна напруга 20В.
1.3.Регуліруемое напруга, що знімається з Rр (гнізда 3-4), подвійним проводом підключити до гнізд Х1-Х2 освітлювальної лампи (блок 1, А2).
1.4.К цим же гнізд Х1-Х2 підключити прилад М92А на межі вимірювання 20В-для контролю напруги освітлення.
1.5.К гнізд Х3-Х4 фотодіода підключити другий прилад М92А на межі вимірювання 2В-для вимірювання фотоерс.
1.6.Включіть тумблер «Мережа».
1.7.Перемещая ручку Хмм, змінювати освітленість лампи HL1 (що можна візуально спостерігати в віконечку).
1.8.Через кожні 2В напруги освітлення визначати величину фотоерс. Результати занести в таблицю 1.
U осв. У 0 2 4 .......... 18
1.9.Виключіть тумблер «Мережа» і розібрати схему.
1.10.По даними таблиці побудувати характеристику фотодатчика
2.1.Ознакоміться з блоком 1, сектором А3.
2.2.К гнізд Х1-Х2 нагрівального елементу підключити змінну напругу 24В.
2.3.К гнізд Х3-Х4 термопари подвійним проводом виконати паралельне підключення приладу М92А (на межі вимірювання 200мВ) і магнітоелектричного вольтметра (з температурною шкалою 0-600 ° С).
Стежити за полярністю!
2.4.Сделать заготовку для таблиці результатів-нагрів відбувається дуже швидко.
Т ° С 0 20 40 300
2.5.Включіть тумблер «Мережа»
2.6.Наблюдая по Магнітоелектричний «термометру» за підвищенням температури, фіксувати по цифровому приладу значення термоЕРС через кожні 20 °.
2.7.Результати вимірювань занести в таблицю 2.
2.8.Виключіть тумблер «Мережа» і розібрати схему.
2.9.По даними таблиці 2 побудувати градуювальну характеристику термопари: Ет = f (Т).
2.10.Ответіть на контрольні питання.
1.Каково призначення датчиків?
2. Для чого можна використовувати фото і термодатчики?
3.Есть чи щось спільне між цими датчиками?
4. До яким датчикам за принципом дії відносяться фото і термодатчики?
5.Чем відрізняються досліджувані датчики від потенціометричних датчиків?
6. Що таке чутливість датчика?
7. Які чином її можна визначити під час лабораторної роботи?
8. У чому відмінність застосування градусника і термодатчика?
9.Что таке статична характеристика датчика?
10. Для чого необхідно знати статичну характеристику датчиків?
Лабораторна робота 4: Дослідження сельсинов.
Мета роботи: - Закріпити теоретичні знання за принципом дії сельсинов і зняти характеристики основних режимів роботи сельсинов;
- Зробити висновок про особливості кожного режиму роботи сельсинов.
1. Сельсини БД 1404 НА.
3. Комбінований прилад М92.
4. Провід: одінарние- 10шт; двойние- 2шт.
Сельсину датчики - застосовуються для вимірювання кута неузгодженості двох осей.
Сельсин по конструкції нагадує трифазний синхронний генератор. На роторі у нього розташовується однофазная обмотка з контактними кільцями і щітками, а на статорі -трехфазная, або навпаки. Є також безконтактні сельсини, у яких обидві обмотки розташовуються на статорі, а магнітопровід ротора має спеціальну конструкцію.
Якщо ротори обох сельсинов підключити паралельно до загального джерела живлення, а статорні обмотки з'єднати, то вийде індикаторний режим роботи сельсинов (рис. 1). Він застосовується для дистанційної передачі кутових переміщень. Сельсин, у якого вісь ротора механічно пов'язана з обертанням контрольованого валу, називається сельсином-датчиком (СД). А другий - сельсін- приймачем СП, і якщо на його вісь помістити індикаторну стрілку, то можна контролювати переданий кут. Якщо кути повороту роторів СД і СП одінакови- то це положення буде узгодженим. Тоді ЕРС в однойменних статорних обмотках будуть однаковими, струми в лініях зв'язку протікати не будуть і ротор СП буде нерухомий. А якщо ротор СД повернути на будь-якою іншою кут, то на кінцях ліній зв'язку утворюється різниця потенціалів і тоді по лініях зв'язку і статорні обмотки будуть протікати зрівняльні струми. Під дією цих струмів в статорах СД і СП будуть діяти магнітні потоки Фрез - результуючі трьох потоків. А при взаємодії Фрез і Фв в СП утворюється крутний момент, який поверне його ротор на кут, рівний заданому, при цьому сельсини знову повернуться в узгоджене стан. Цей обертовий момент називають моментом синхронізації. його поява змушує сельсини самосінхронізіроваться.
Схема включення сельсинов в трансформаторному режимі показана на рис2. Однофазна обмотка СД підключається до мережі змінного струму. Інший сельсин називається сельсіном- трансформатором (СТ). З його однофазної обмотки знімається вихідна напруга. Під дією напруги мережі однофазної обмотки СД створюється струм i, який наводиться в витках трифазної обмотки електрорушійні сили e1. e2, e3.
Ці ЕРС наводять струми i1, i2, i3 в фазах системи, які створюють в СТ магнітний потік Ф. Якщо вісь однофазної обмотки СТ перпендикулярна магнітному потоку Ф, то потокосцепление з цієї обмоткою дорівнює нулю, ЕРС в ній не наводиться і U вих. = 0.
Положення роторів сельсинов, при якому U вих. = 0, називається узгодженим.
При повороті ротора СД від узгодженого положення на кут 0 змінюється взаємна індуктивність між одно- і трифазної обмотками СД, змінюються амплітуди електрорухомий сил e1. e2, e3 і амплітуди струмів i1, i2, i3, що призводить до повороту потоку СТ.
Виникає потокосцепление з витками однофазної обмотки СТ, в ній наводиться ЕРС, за рахунок якої з'являється вихідна напруга з частотою мережі живлення і з амплітудою U вих. = Uмакс sin # 952 ;, де Uмакс - максимальна амплітуда вихідної напруги; # 952; - кут неузгодженості.
При повороті ротора СД в іншу сторону від узгодженого положення кут # 920; буде
негативним. При цьому фаза U вих зміниться на 180 0. Таким чином, за амплітудою вихідного напруги можна визначити величину # 920;, а по фазе- знак кута # 920 ;.
Порядок виконання роботи: