Ознакомление с устройством и характеристиками индуктивного, трансформаторного, емкостного и цифрового измерительных преобразователей

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Содержание работы

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ  АВТОМАТИКИ  И  ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ   ТЕХНИКИ

Дисциплина  «Физические основы измерения»

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  № 1

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Группа: АИ-52

Студент: Карауш Артем                        

Кильмухаметов Ринат

Преподаватель: Гусев Виктор Павлович

Новосибирск, 2008

1. Цель работы.

Ознакомиться с устройством и характеристиками индуктивного, трансформаторного, емкостного и цифрового измерительных преобразователей(ИП) линейных и угловых перемещений. Получить практические навыки использования этих преобразователей.

2. Выполнение работы.

2.1. Исследование зависимости изменения индуктивности обмоток индуктивного ИП от линейного перемещения сердечника L4=f(l), L3=f(l), определение чувствительности индуктивного ИП.

l, мм

L4, Гн

L3, Гн

25

0,197

0,184

30

0,197

0,189

35

0,192

0,193

40

0,187

0,198

45

0,182

0,2

                Рис.1.  График зависимости L4=f(l), L3=f(l).

Из графика видно, что за рабочий можем принять диапазон при l=30−40мм. 

Чувствительность индуктивного ИП можно определить из выражения:

SИП=

Где ,-изменение значения входного и выходного  сигналов соответственно.  Далее определим чувствительность для различных линейных участков.

Для L3:

25-40ммSИП =0,012/0,015=0,8 Гн/м

40-45мм   SИП =0,002/0,005=0,4 Гн/м

Для L4:

25-30мм  SИП =0,001/0,005=0,2 Гн/м

30-40мм  SИП =0,008/0,01=0,8 Гн/м

40-50мм  SИП =0,003/0,01=0,3 Гн/м

2.2. Исследование зависимости выходного напряжения моста от перемещения  сердечника U=f(l),определение чувствительности индуктивного ИП.

Схема исследования:

L, мм

U, мВ

30

230

31

180

32

125

33

85

34

50

35

40

36

71

37

125

38

180

39

235

40

270

                Рис.2. График зависимости Iвых=f(l).

Чувствительность, для отдельных линейных участков данной схемы, будет иметь значения.

30-34мм  SИП =0, 203/0,004= 50,75 мВ/м

34-35мм  SИП =0, 0312/0,001= 31,2 мВ/м

35-37мм  SИП =0, 0762/0,002= 38,1 мВ/м

37-43мм  SИП =0, 299/0,005= 59,8 мВ/м

2.3. Исследование зависимости выходного напряжения от перемещения  сердечника, для дифференциально-трансформаторной схемы.

Схема исследования:

L, мм

U, В

30

2,5

31

2,2

32

1,7

33

1,3

34

0,81

35

0,41

36

0,26

37

0,51

38

0,89

39

1,4

40

1,8

               Рис.3. График зависимости U=f(l).

Чувствительность:

30-34мм  SИП =1,59/0,004= 397,5 мВ/м

34-36мм  SИП =0,738/0,002= 369 мВ/м

36-37мм  SИП =0,488/0,001= 488 мВ/м

37-39мм  SИП =0,8/0,002= 400 мВ/м

2.4. Исследование зависимости изменения емкости преобразования от  угла поворота ротора от 00 до 1800 через 300, определение чувствительности емкостного ИП.

φ, градусы

C, нФ

0

8

30

6,6

60

4,8

90

1,8

100

1,5

120

1,5

140

1,5

160

1,5

180

1,5

               Рис.4. График зависимости С=f(φ).

Чувствительности емкостного ИП будем определять по формуле:

SС=

Чувствительность:

00-900 (1,57рад)    SИП =0,811/1,57=0,52 нФ/рад

900-1200 (0,52)      SИП =0,481/0,52=0,925 нФ/рад

1200-1800(1,05)     SИП =0,027/1,05=0,026 нФ/рад

2.5. Исследование зависимости выходного напряжения от угла поворота ротора, через 300.

Схема исследования:

φ, градусы

U, B

0

7,8

30

7,1

60

6

90

5,9

120

6,3

150

6,2

180

6,1

               Рис.5. График зависимости Uвых=f(φ).

Чувствительность:

00-600 (1,05рад)    Sс =1,8/1,05=0,58 В/рад

600-900 (0,52)       SС =0,1/0,52=5,2 В/рад

900-1200(0,52)      SС =0,4/0,52=1,3 В/рад

1200-1800(1,05)    SС =0,2/1,05=5,25 В/рад

2.6. Исследование зависимости изменения частоты выходного напряжения генератора от угла поворота ротора емкостного ИП.

Схема исследования:

φ, градусы

f, кГц

0

27,04

30

28,90

60

32,33

90

38,58

120

40,97

150

40,79

180

40,19

              Рис.6. График зависимости f=F(φ).

Чувствительность:

00-600 (1,05рад)   SС =5,29/1,05=5,038 кГц/рад

600-900 (0,52)       SС =6,25/0,52=12,019 кГц/рад

900-1200(0,52)      SС =2,39/0,52=4,596 кГц/рад

1200-1800(1,05)    SС =0,78/1,05=0,743 кГц/рад

По сравнению с мостовой схемой, данная схема менее чувствительна. То есть одному и тому же приращению входного сигнала(в обеих схемах), мостовой схеме соответствует большее приращение выходного сигнала. 

2.7. Исследование зависимости выходного кода ЦИП от перемещения по лимбу. Перевод выходного кода ЦИП в десятичный. Определение погрешности измерения перемещения.

перемещение, мм

выходной код ЦИП

десятичный код

400

110000001101011

404,7

380

010000101101011

384,7

360

010001001101011

364,7

176

001000100011001

181,7

60

000101001101011

64,7

20

000001101101011

24,7

Погрешность измерения можно оценить, сравнивая значения перемещения, полученные при измерении, со значениями, отсчитанными по лимбу. Во всех случаях погрешность составила 4,7 мм.

3. Выводы.

В ходе выполнения данной лабораторной работы мы ознакомились с некоторыми типами трансформаторных, емкостных и цифровых измерительных преобразователей линейных и угловых перемещений. Были получены практические навыки по способам подключения этих приборов, для измерения таких величин, как ток, индуктивность, напряжение.     

Похожие материалы

Информация о работе