Промышленность \ Основы автоматики и автоматизация производственных процессов

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Основи автоматики й автоматизація виробничих процесів", страница 6

При зміні повітряного зазору δУ пропорційно йому змінюється опір магнітного ланцюга датчика і обратнопропорційно величина Ф~. Отже, згідно (3.1), індукована у вторинній обмотці е.д.с. Е2 буде функціонально залежати від величини δУ, тобто  від контрольованої датчиком.

Статична характеристика простого трансформаторного датчика приведена на рисунку 3.2. Недоліки простого трансформаторного датчика аналогічні недолікам простих індуктивних. Ці недоліки не існують в диференціальному трансформаторному датчику ДТД, що представляє собою сукупність двох простим, об'єднаним загальним якорем (рисунок 3.1 б). Крім таких ДТД із магнитопроводом плоскої форми, є також і циліндричні ДТД, у яких магнитопровод має круглий перетин.

    Вторинні обмотки ДТД включаються таким чином, щоб індукуємо в них е.д.с. взаємно віднімалися. Цим забезпечується усунення недоліків простої схеми.

Статична характеристика ДТД приведена на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 - Статичні характеристики трансформаторних датчиків:

1 - простого; 2 - диференціального.

Область застосування трансформаторних датчиків аналогічна розглянутої для індуктивних датчиків. Однак трансформаторні мають у порівнянні з індуктивними ряд додаткових переваг:

1) Високу чутливість, що забезпечується за рахунок можливого виконання вторинної обмотки датчика з великим числом витків;

2) Можливість виміру дуже малих переміщень. Це порозумівається тим, що датчик має вихідний опір, що добре погодиться з вхідним опором електронного підсилювача. Застосування останнього дозволяє вимірювати незначні переміщення (до декількох міліметрів).

Крім того, ДТД мають значну лінійну ділянку характеристики.

Завдяки цим достоїнствам трансформаторні датчики, а особливо ДТД, одержали найбільше розташування для виміру неелектричних величин.

2. Опис лабораторного стенда

Зовнішній вигляд лабораторного стенда для дослідження трансформаторного датчика приведений на рисунку 3.3. На лицьовій панелі встановлені:

1) Циліндричний диференціальний трансформаторний датчик ДТД лінійного переміщення з гвинтом для переміщення плунжера і покажчиком його положення;

2) Лабораторний автотрансформатор ЛАТР для регулювання напруги живлення датчика;

3) Вольтметр PV1 для виміру напруги живлення датчика;

4) Вольтметр PV2 для виміру вихідного сигналу датчика;

5) Амперметр РА для виміру вихідного струму датчика;

6) Тумблер S1 для включення живлення стенда з запобіжником і індикаторною лампою;

7) Тумблер S2 для переключення досліджуваного датчика в положення простій і диференціальна схема;

8) Перемикач S3 для вибору контролю вихідного сигналу датчика по  струму чи по напрузі.

Принципова електрична схема лабораторного стенда приведена на рисунку 3.4. У роботі досліджується циліндричний диференціальний трансформаторний датчик лінійного переміщення, що може використовуватися як простій при відключенні однієї вторинної обмотки.

3. Дослідження простого трансформаторного датчика

1) Перемикач S3 установити в положення "И", що відповідає контролю вихідного сигналу датчика по напрузі;


Подпись: 32
 
Рисунок 3.3 - Зовнішній вигляд лабораторного стенда для дослідження трансформаторного датчика


Рисунок 3.4 - Принципова електрична схема лабораторного стенда 3

2) Тумблер S2 установити в положення „Простий”;

3) ЛАТР установити в крайнє ліве (нульове) положення;

4) Плунжер ДТД установити крайнє ліве (вихідне) положення і тумблером S1 подати напругу живлення на схему;

5) За допомогою ЛАТРу по вольтметрі PV1 установити напругу живлення датчика UП = 10В;

6) Обертанням гвинта змінювати положення плунжера до крайнього правого положення і, роблячи відліки по шкалі PV2 через кожні 2мм, зняти залежність U = f(δ).

Результати спостережень звести в таблицю 3.1 і повторити досвід при UП = 15В, також фіксуючи результати в таблицю 3.1.

За даними таблиці 3.1 в одних координатних осях побудувати графіки U21 = f(δ) для UП = 10В и UП = 15В.

7) Для одного з отриманих графіків побудувати теоретичну характеристику ДТД, для чого зробити описані нижче побудови.

Сумістити початок координат із крапкою δ = 42 мм і направивши вісь U униз з нового початку координат, перебудувати графік U21 = f(δ) у новій системі координат. Отриманий у такий спосіб графік U22 = f(δ) відповідає статичній характеристиці простого трансформаторного датчика, що складає другу (не досліджену експериментально) половину ДТД, утворену вторинної W22 і первинної обмотками W12.

Побудувати графік залежності U21 = f(δ) ДТД шляхом графічного вирахування з ординат графіка U21 = f(δ) ординат графіка U22 = f(δ).

Таблиця 3.1 - Результати дослідження трансформаторного датчика

Хід плунжера δ,

мм

 Проста схема

 Диференційна схема
UП = 10В

 UП = 15В

 UП = 10В

 UП = 15В
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
и т.д. до 42
4. Дослідження диференціального трансформаторного датчика

1) Тумблер S2 установити в положення "Диф. схема".

2) Зняти експериментальну залежність U2 ЭКСП = f(δ) при UП = 10В и UП = 15В.

Результати спостережень звести в таблицю 3.1.

Скачать файл