Диплом_Шалыгин (1207197), страница 6
Текст из файла (страница 6)
а – для контроля диаметра проводов; б – для измерения толщину фольги; в – для измерения смещений; г – для контроля толщины гальванических покрытий; д – для измерения разнотонности труб; е – для определения температуры вращающихся деталей.
Рисунок 2.3,а предоставляет возможность с помощью датчика произвести контроль диаметра проводов, которые находятся внутри обмотки. Индуктивность уменьшает свое значение в результате увеличения диаметра провода, так же и уменьшается добротность обмотки датчика. Определяя эти параметры, можно контролировать толщину провода.
На рисунке 2.3,б датчика с помощью которого можно измерить толщину фольги цветных металлов в процессе ее прокатки. По мере увеличения толщины фольги возрастет поле вихревых токов, направленное против поля тока возбуждающей обмотки датчика 2. В результате этого увеличивается экранирующее действие контролируемой фольги и э. д. с., индуктируемая в воспринимающей обмотке датчика 2, уменьшается. Изменение этой э. д. с. служит показателем изменения толщины фольги.
Для замера смещений относительно проводящей поверхности на рисунке 2.3,в так же изображена схема датчика индуктивного типа. В процессе перемещении датчика относительно поверхности, измениться э. д. с. воспринимающей обмотки, в следствии уменьшения или увеличения вихревых токов в проводящем теле изменяется магнитный поток, охватывающий указанную обмотку датчика. Мерой изменения расстояния от датчика до проводящей поверхности служит изменение э. д. с. воспринимающей обмотки.
На рисунке 2.3,г схематически изображен датчик для контроля толщины гальванических покрытий. При изменении толщины этого покрытия, отличающегося по проводимости от проводимости основания, изменяются электрические параметры обмотки датчика, устанавливаемого на поверхности покрытия. Это дает возможность, произведя соответствующую тарировку датчика, определять толщину контролируемого гальванического покрытия.
Для измерения разнотонности металлических труб может быть использована схема датчика, приведенная на рисунке 2.3,д Если обмотки датчика перемещать вокруг трубы, то при наличии разницы в толщине участков трубы, находящихся под обмотками датчиков, электрические параметры обмоток будут разными, что приведет к возникновению сигнала, пропорционального контролируемой разнотонности.
Рисунок 2.3,е изображает способность пользования индуктивных датчиков для бесконтактного определения температуры тонкостенных вращающихся металлических деталей. По мере того как изменяется температура детали, которое обусловлено изменения проводимости ее материала, изменяются электрические параметры обмотки датчика. Предварительной тарировкой можно установить однозначную связь между температурой детали и указанными параметрами датчика.
Высокочастотные датчики индуктивного типа имеют ряд особенностей. Возможности таких датчиков определяются в не в малой степени от поверхностного эффекта. Смысл его в том, что переменное магнитное поле и вызываемые им вихревые токи затухают по мере проникновения в глубь проводящей среды. Это затухание связано с тем, что вихревые токи, обусловленные переменным магнитным полем, в свою очередь создают магнитное поле, направленное противоположно вызвавшему их полю. Разность потоков возбуждающего поля и поля вихревых токов по мере проникновения в глубь проводящей среды уменьшается, в соответствии с чем уменьшается интенсивность вихревых токов/3/.
Поверхностный эффект проявляется тем сильнее, чем выше частота тока, меньше удельное сопротивление проводящей среды и больше ее относительная магнитная проницаемость/3/.
Для оценки степени затухания вихревых токов в проводящей среде обычно используется специальный критерий —эквивалентная глубина проникновения тока, который определяется следующим образом:
(2.2)
где 
— глубина проникновения тока, см;
– удельное сопротивление проводящей среды, 
;
– относительная магнитная проницаемость этой среды;
– частота тока, Гц.
2.1.3 Программа работы и порядок ее выполнения
1. Запустить программу «Емкостные и индуктивные датчики» и ознакомиться с интерфейсом.
2. На основе кратких теоретических сведений и нажав на кнопку на главной панели программы исследовать и изучить принцип действия датчиков.
3. Далее совершить переход на окно с процессом исследования индуктивного датчика, нажав на соответствующую кнопку на главной панели, или кнопку далее вверху экрана.
4. Собрать электрическую схему (в меню программы есть оператор помощи, где изображена схема). Для сборки необходимо нажимать на лампочки. При верной сборке буду появляется соответствующие провода. После полной сборки имитационная модель стенда будет доступна.
5. Снять показания с вольметра в зависимости от перемещения якоря:
lH = f (δ) у простого индуктивного датчика и в последующем аналогично у дифференциального датчика, перейдя нажав на кнопку далее.
Для этого необходимо:
а) подключить при помощи кнопки «On» питание генератор частоты
б) подобрать величины значений напряжений и частоты генератора таким образом, чтобы при перемещении якоря датчика стрелка прибора максимально отклонилась.
в) с помощью ползунка переместите якорь датчика влево (для дифференциального датчика в обоих направлениях), через каждые
0,5 мм перемещения фиксировать показания измерительного прибора. Полученные данные занести в таблицу 2.1;
г) вернуть подвижный сердечник на нулевую отметку нажав кнопку «сброс».
Таблица 2.1 – Таблица результатов наблюдений
| Простой индуктивный датчик | Дифференциальный индуктивный датчик | |||||
| Перемещение влево | Перемещение вправо | Перемещение влево | ||||
| Δδ, мм | U, В | Δδ, мм | U, В | Δδ, мм | U, В | |
| 0 | 0 | |||||
| 1 | 0,5 | |||||
| 2 | 1 | |||||
| 3 | 1,5 | |||||
| 4 | 2 | |||||
| 5 | 2,5 | |||||
| 6 | 3 | |||||
| 3,5 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 | ||||||
| 6 | ||||||
6. Ознакомиться с областью применения емкостных датчиков.
7. Перейти на вкладку «Емкостной датчик», нажав на соответствующую кнопку на главной панели или кнопку «далее».
8. Снять показания прибора в зависимости от угла поворота датчика и различных значений частоты.
Для этого необходимо:
а) выставить значение напряжения 
на генераторе 15-20 В;
б) установить вначале на звуковом генераторе множитель (×100), а затем последовательно частоты: 50, 100, 150, 200 Гц;
в) вращая регулятор датчика, находящегося в правом углу программы, по часовой стрелке от 0 до 180°, снять показания с помощью вольтметра, при разных значениях частоты. Полученные данные занести в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Таблица результатов наблюдений
| Частота, Гц | Значения напряжения при различных α° | |||||||||
| 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | |
| 5000 | ||||||||||
| 10000 | ||||||||||
| 15000 | ||||||||||
| 20000 | ||||||||||
9. По данным таблицы 5.2 построить в одном масштабе зависимости
при четырех значениях частоты и определить чувствительность емкостного датчика на этих частотах.
10. Выполнение работы оформить в виде отчета.
2.2 Лабораторная работа ««Нейтральные электромагнитные реле. РЭН–18 и РКН»
2.2.1 Цель работы
Изучить принцип действия датчиков и возможности их применения, снять показания с приборов их выходных характеристик, и на основе полученных данных сделать вывод.
2.2.2 Теоретические сведения
Реле – это специальный прибор, изменяющей плавный импульс входного сигнала, в резкий (скачкообразный) выходного.
Свое признание, как надежное устройств используемое в системах автоматике, электромагнитного реле, получило из-за способности управлять исполнительными органами различной мощностью, и даже при довольно малой мощности, которая может быть использована в управляемой цепи.
На рисунке 2.6 представлена статическая характеристика реле Y = f (X).
Рисунок 2.4- Характеристика реле
– ток(напряжение) срабатывания; 
– ток(напряжение) отпускания; 
– рабочее состояние; 
– состояние реле «сработало»; 
– состояние реле «отпустило».
На данной характеристике, наблюдается, что изменение выходного параметра 
при увеличении и уменьшении 
не совпадают. В следствии чего образуется релейная петля, еще ее называют петлей гистерезиса.
Реле характеризуется различными параметрами. Основными из них являются:
1) мощностью срабатывания РCP, Вт, – минимальной электрической мощностью, подведенной к реле от управляющей цепи, при которой реле надежно срабатывает, т. е. замыкает управляющую цепь;
2) мощностью управления РУПР, Вт, – максимальной величиной электрической мощности в управляемой цепи, при которой контакты реле работают еще надежно;
3) допускаемой разрываемой мощностью РР, Вт, – мощностью, разрываемой контактами при определенном токе или напряжении без образования устойчивой электрической дуги;
4) коэффициентом управления – величиной отношения управляемой мощности к мощности срабатывания реле, коэффициент управления 
равный 102–109 , и определяется по формуле 2.3.
(2.3)
5) временем срабатывания tCP – интервалом времени от момента поступления сигнала из управляющей цепи до момента начала воздействия реле на управляемую цепь.
Наиболее часто используемыми реле в автоматике, приходится на электромеханические. В реле данного вида, входной величиной является электрическая, а выходной механическая. Для замыкания (размыкания) контактов, выходная механическая величина оказывает свое влияние на подвижную часть реле. Подвижность частью, в электромеханическом реле, является якорь.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
