Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Основи автоматики й автоматизація виробничих процесів", страница 5

2) Амперметр РА для виміру вихідного сигналу датчика.

3) Вольтметри PV1, PV2 для виміру напруги живлення датчика.

4) Тумблер S1 для включення живлення стенда з запобіжником і індикаторною лампою.

5) Тумблер S2 для переключення напруги живлення лівої обмотки датчика.

6) Тумблер S3 для переключення напруги живлення правої обмотки датчика.

7) Тумблер S4 для переключення досліджуваного датчика в положення  простій чи диференціальної схеми.

Принципова електрична схема лабораторного стенда приведена на рисунку 2.4. У роботі досліджується диференціальний індуктивний датчик лінійного переміщення, що може використовуватися і як простий шляхом відключення однієї з двох обмоток.

Рисунок 2.3 - Зовнішній вигляд лабораторного стенда для дослідження індуктивного датчика

Рисунок 2.4 - Принципова електрична схема лабораторного стенда 2

3. Дослідження простого індуктивного датчика

1) Тумблер S4 установити в положення "Простий".

2) Тумблери S2, S3 установити в положення "10В".

3) Якір ДІД за допомогою мікрометричного гвинта установити в крайнє праве (вихідне) положення і тумблером S1 подать напругу живлення на схему.

4) Обертанням мікрогвинта змінювати положення якоря до крайнього лівого положення і, роблячи відліки по шкалі РА через кожні 0,2 мм, зняти залежність J = f(δ).

Результати спостережень звести в таблицю 2.1 і повторити досвід при U_П = 15В, для чого тумблери S2, S3 установити в положення "15В". За даними таблиці 2.1 в одних координатних осях побудувати графіки J = f(δ) для U_П =15В для простого індуктивного датчика.

Таблиця 2.1 - Результати дослідження індуктивного датчика

Величина зазору δ, мм	Проста схема		Диференційна схема
	UП = 10В	UП = 15В	UП = 10В	UП = 15В
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6 3,8 4,0
3,8
4,0

4. Дослідження диференціального індуктивного датчика

1) Тумблер S4 установити в положення "Диф. схема".

2) Зняти залежність J = f(δ) при  U_П = 10В и U_П = 15В.

Результати спостережень звести в таблицю 2.1. За даними таблиці 2.1 в одних координатних осях побудувати графіки J = f(δ) для U_П =10В и U_П = 15В для диференціального індуктивного датчика.

5. Контрольні питання

1) Призначення індуктивних датчиків.

2) Принцип роботи індуктивного датчика.

3) Пристрій простого і диференціального індуктивного датчика.

4) Переваги диференціального індуктивного датчика перед простим.

5) Вид статичних характеристик простого і диференціального індуктивних датчиків.

6) Застосування індуктивних датчиків.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

ДОСЛІДЖЕННЯ ТРАНСФОРМАТОРНИХ ДАТЧИКІВ

1. Трансформаторні датчики

Трансформаторні датчики відносяться до одного з видів індуктивних датчиків, але, у відмінності від розглянутих у лабораторній роботі №2, є датчиками генераторного типу. Вони призначені для перетворення неелектричних величин - механічних переміщень - в електричний сигнал.

Принцип дії трансформаторного датчика заснований на зміні взаємної індуктивності двох обмоток, поміщених на феромагнітний сердечник, унаслідок зміни опору магнітного ланцюга датчика, що залежить від вхідного в неї повітряного зазору.

Особливістю трансформаторних датчиків є те, що в них відсутній електричний зв'язок між ланцюгом живлення (збудження) і вимірювальним ланцюгом. Можливість ізолювати ланцюг навантаження від ланцюга живлення дозволяє одержати будь-яку напругу на виході навантаження незалежно від величини напруги джерела живлення.

Простий трансформаторний датчик (рисунок 3.1 а) складається з магнитопровода, утвореного нерухомим сердечником 1 і якорем 2.

Рисунок 3.1 - Схеми трансформаторних датчиків:

а) - простого (1 - сердечник, 2 - якір, 3 - вимірювальний прилад);

б) - диференціального.

У датчиках циліндричної форми якір прийнято називати плунжером. На сердечнику розташовується первинна обмотка W₁, підключена до джерела перемінного струму, і вторинна W₂, до якої підключений вимірювальний прилад 3. Між полюсами сердечника і якорем мається повітряний зазор δ_У, що залежить від положення якоря, механічно зв'язаного з об'єктом, положення якого контролюється.

Назва трансформаторного датчика вказує на його подібність із трансформатором перемінного струму. Перемінний струм, що протікає по первинній обмотці W₁, створює в магнитопроводу перемінний магнітний потік Ф_~, що, пронизуючи витки вторинної обмотки W₂, індукує у ній е.д.с. перемінного струму [1]:

,                                              (3.1)

де ω - кутова частота;

      n2 - число витків вторинної обмотки.