Исследование емкостных датчиков

2  Лабораторная работа № 1

Исследование емкостных датчиков

Рисунок 2.1 - Блок-схема емкостного датчика

                                                 Эксперимент №1

Частотный счет / Измерение частоты вращения емкостным датчиком

Проверьте способность обнаружения вращательного движения, измерьте частоту f_s и частоту вращения n сегментного диска.

Процедура

-  Подключите датчик к панели «Датчики приближения» в соответствии с выводами кабельного разъема. Соедините переключательный выход датчика с сигнальным входом счетчика импульсов (позиция переключателя «счет») (рисунок 2.5).

-  Переместите каретку на панели «Датчики приближения» к левому концу направляющей линейки и вставьте датчик в каретку так, чтобы его чувствительный элемент был направлен в сторону сегментного диска. Сдвиньте каретку таким образом, чтобы датчик обнаруживал три внутренних сегмента диска.

-  Теперь, поворачивая сегментный диск, проверьте, что датчик надежно обнаруживает его сегменты, а счетчик показывает их число. Внимание! Датчик не должен касаться сегментного диска!

-  Переведите переключатель привода в позицию вращения сегментного диска. Переключите счетчик на измерение частоты (положение переключателя «частота») и установите такую частоту вращения сегментного диска, чтобы индицировалось значение частоты переключения 50 Гц.

-  В процессе вращения диска сдвиньте каретку таким образом, чтобы датчик обнаруживал его наружные сегменты, и запишите частоту переключения в таблицу 2.1.

-  С помощью ручки «управление скоростью» медленно, учитывая инерционность всей системы датчика, добейтесь того, чтобы индицировалась частота переключения f_s=100 Гц, измеряемая датчиком, и внесите это значение в таблицу 2.1. Далее в процессе вращения диска сдвиньте каретку таким образом, чтобы датчик снова обнаруживал его внутренние сегменты, и запишите частоту переключения в таблицу 2.1.

-  Вычислите частоту вращения сегментного диска n при частоте переключения f_s и количестве сегментов N.

Рисунок 2.5 - Экспериментальная установка для измерения частоты вращения

Эксперимент №2

Кривая отклика

Цель работы: Постройте кривую отклика для емкостного датчика, используя испытательные образцы из стали St37 и из синтетического материала.

Процедура

-  Подключите датчик к панели «Датчики приближения» в соответствии с выводами кабельного разъема (рисунок 1.7).

-  Вставьте датчик в каретку, направив его чувствительный элемент влево.

-  Вставьте образец из стали St37 в держатель таким образом, чтобы образец был обращен к чувствительному элементу датчика.

-  Медленно перемещайте каретку с датчиком по направлению к образцу, пока датчик не коснется образца (расстояние s = 0 мм).

Примечание:

Убедитесь в том, что плоскость образца перпендикулярна оси датчика и полностью закрывает его чувствительный элемент. Чтобы обеспечивалась необходимая точность отсчета положений, каретка должна находиться на разметке направляющей линейки (если необходимо, измените положение датчика в держателе).

-  Для настройки чувствительности датчика сдвигайте его в обратную сторону до тех пор, пока расстояние s от образца не станет равным номинальному значению расстояния переключения s_n = 11 мм.

-  Теперь уменьшайте чувствительность датчика до тех пор, пока светодиод не погаснет.

-  Отведите датчик обратно в положение p₀ (включается светодиод).

-  Теперь сдвигайте образец в держателе вверх в направлении, перпендикулярном оси датчика, пока датчик не переключится (пока не погаснет светодиод) и запишите расстояния x₁ и p₁ = p₀ (n = 1).

-  Сдвиньте образец вниз примерно на 2 мм перпендикулярно оси датчика, добившись включения светодиода датчика, запишите расстояние x₂ (n = 2).

-  Далее медленно отводите датчик от образца, пока датчик не переключится (пока не погаснет светодиод) и запишите расстояние p₂ (n = 2). Повторите эту процедуру до возврата образца в исходное положение x₀ (n = 3...10).

-  Выполните аналогичные измерения для образца из синтетического материала (не изменяйте чувствительность датчика).

-  По измеренным значениям вычислите все расстояния переключения

s = p_n – p₀ и запишите их в таблицу 2.2. Постройте график зависимости           расстояния переключения датчика s от бокового смещения образца x (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - Кривая отклика емкостного датчика

Рисунок 2.7 - Экспериментальная установка для построения кривой отклика емкостного датчика

Эксперимент №3

Определение уровня наполнения сосуда жидкостью

Цель работы: Проследите за уровнем наполнения сосуда жидкостью с помощью емкостного датчика.

Процедура

-  Подключите датчик к панели «Датчики приближения» в соответствии с выводами кабельного разъема.

-  Расположите датчик на столе штырями крепления вверх.

-  Поставьте высокий пустой стакан перед датчиком таким образом, чтобы чувствительный элемент датчика не касался стенки стакана (рисунок 2.8).

-  Установите такое расстояние между стаканом и датчиком, чтобы стакан не обнаруживался датчиком (светодиод выключен).

-  Теперь наполняйте стакан водой и наблюдайте переключение датчика.

-  Обобщите полученные результаты и сделайте выводы.

Вывод: