ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА2 (538601), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Если же измерение производится фазочувствительным измерителем, то его показания будут зависеть не только от значения ∆Z, но и от угла ф – сдвига фаз между напряжений и управляющим напряжением фаз о чувствительного измерителя . Максимального отключения указателя измерителя при заданной расстройте моста можно добиться отрегулировав фазу напряжения так, чтобы она совпадала с фазой напряжения изменение направления перемещения якоря вызывает изменение знака отклонения указателя фазочувствительного измерителя.

А теперь остановимся на явлениях, которые при рассмотрении работы преобразователя в мостовой схеме в первом приближении мы не учитывали.

Во-первых, нелинейность сопротивления обмоток Z₁ и Z₂ Нелинейность Z₁ и Z₂ приводит к тому, что при питании моста чисто синусоидальным напряжением выходное напряжение содержит высшее нечётные гармоники. В случае применения нефазочувствительного измерителя они создают нелинейность характеристики U₂ = f(∆δ) и некоторое остаточное напряжение при ∆δ = 0.

Во-вторых, не идентичность половин сдвоенного преобразователя. Это приводит к тому, что даже по основной гармонике мост нельзя уравновесить перемещением якоря. Это иллюстрируется векторной диаграммой Рисунок6, построенной в предложении, что при X₁=X₂ и R₁=R₂ имеет место состояние r₁ > r₂

Рисунок 6

Пунктирной линией показа годограф вектора основной гармоники напряжения при перемещении якоря. При больших значениях ∆δ вектор почти совпадает по направлению с вектором напряжения (например, при +∆δ) или же сдвинут по отношению к нему почти на 180 (при -∆δ). С уменьшением ∆δ и прохождением точки

∆δ = 0 вектор изменяется по величине и совершает поворот, но никогда не достигает нулевого значения. При некотором положении якоря вектор сдвинут по отношению к на 90° и Iср.= 0. Как это следует из формулы (1). Заметим, что асимметрию r₁ > r₂ при х₁ = х₂ можно устранить введением дополнительного активного сопротивления R_A (Рисунок 4) последовательно c Z₂ (так и сделано в лабораторной установке).

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ. ИЗМЕРИТЕЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Измеритель перемещения состоит из моста с дифференциальным индуктивным преобразователем и фразочувствительного измерителя. В нем осуществляется последовательное преобразование перемещения якоря ∆δ в изменение сопротивления обмоток датчика ∆Z, затем ∆Z мостовой схеме преобразуется в напряжение U₂, и наконец, в фразочувствительном измерителе проходит преобразование напряжения U₂ в величину постоянного тока Iср. Следовательно, измеритель перемещения может быть представлен в виде последовательного соединения звеньев: индуктивный преобразователь – мост –фазочувствительный измеритель.

Каждое звено имеет свои входные и выходные величины и следовательно, свою функцию преобразования. Если функция преобразования линейна, то коэффициент преобразования постоянен во всём диапазоне измерения входной величины и определяется отношением выходной величины к входной.

Если функция преобразования не линейна, то чувствительность определяется на малом участке изменения входной величины.

Введём следующие обозначения:

S_ип – коэффициент преобразования индуктивного преобразователя;

S_m - коэффициент преобразования моста

S_ф- коэффициент преобразования фазочувствительного измерителя.

Для исследуемо го преобразователя

S_ип = (∆Z/Z₀)/∆δ (9)

для моста при малых значениях ∆Z/Z₀

(10)

для фазочувствительного измерителя из (1)

При больших значениях ∆δ, когда ф близко к или 180°

(11)

При последовательном соединении звеньев коэффициент преобразования измерительного устройства определяется произведением коэффициентов преобразования звеньев.

При постоянном напряжении питания выходной прибор измерителя может быть проградуирован непосредственно в величинах перемещения якоря. Если выходной прибор градуирован в единицах тока, то может быть получена градуированная кривая, выражающая функцию преобразования измерительного устройства Iср= f(∆δ). Если известны параметры индуктивного преобразователя, моста и фазочувствительного измерителя, то градуировочную характеристику измерительного устройства можно рассчитать. Зная Z₀ и значения ∆r и ∆х для каждого значения ∆δ, можно построить кривую зависимости

(12)

Формула (7) позволяет найти зависимость подставляя сюда значения ∆Z и Z₀, получим U₂=f(∆δ) и ток в измерителе равен: I_cp=S_фU₂

8. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ.

Система измерительная электрическая предназначена для контроля малых линейных перемещений. Чувствительным элементом системы является индуктивный преобразователь. Преобразователь совместно с входным устройством, усилителем и демодулятором образует измерительную часть системы, преобразующую механическое перемещение измерительного наконечника преобразователя в аналоговый сигнал постоянного напряжения пропорциональный этому перемещению. Система работает как с каждым преобразователем отдельно, так и с обоими одновременно. В последнем случае осуществляется алгебраическое суммирование обоих измерительных наконечников. Род работы устанавливается соответствующим переключателем, осуществляющим коммутацию каналов измерения.

Для удобства использования системы, в электронном блоке имеется узел электрического смещения нуля. Выбор того или иного предела измерений устанавливается с помощью переключателей.

Все детали установки для исследования индуктивного преобразователя смонтированы на двух гетинаксовых панелях, расположенных непосредственно на стенде. Монтажная схема установки показана на Рисунке 3 и 7 (находится в лаборатории).

Ниже описываются отдельные узлы установки.

1.Резисторы R₁ и R₂ предназначены для включения преобразователя в мостовую схему Рисунок 7

2. Делитель напряжения R₃ , R₄ предназначен для уменьшения напряжения, подаваемого на вход фазочувствительного измерителя при исследовании мостовой схемы.

3.Ёмкость С и резистор R предназначены для измерения составляющего комплексного сопротивления обмоток преобразователя.

4.Делитель напряжения R₅ ,R₆ служит для уменьшения напряжения, подаваемого на вход фазочувствительного измерителя при измерении составляющих комплексного сопротивления обмоток преобразователя.

5. Фазочувствительный измеритель собран на диодах Д₁ - Д₄ по двухполупериодной схеме. Опорное напряжение поступает с эмиттерного повторителя на транзисторе Т₁, а измеряемое – с трансформатора Тр₂.

Балансировка фазочувствительного измерителя, т.е. обеспечение равенства нулю тока микроамперметра при наличии опорного и отсутствии измеряемого напряжений, осуществляется посредством реостата R₈ .Магнитоэлектрический микроамперметр имеет шкалу с нулём посередине и ток полного отклонения ±100мкА.

Измеряемое напряжение подводится к фазочувствительному измерителю через эмиттерный повторитель на транзисторе Т₂, трансформатор Тр₂ и резистор R₁₃. Эмиттерный повторитель служит для согласования по сопротивлениям фазочуствительного измерителя и источника измеряемого напряжения. Вторичная обмотка трансформатора Тр₂ имеет малое сопротивление, что фазочуствилельного выпрямителя с помощью реостата R₈. Поэтому в схему включён резистор R₁₃.

6. Разделительной трансформатор Тр₃ совместно с Тр₁ и Тр₂ обеспечивает возможность получения общей точки ("земли") звуквого генератора, лампового вольтметра и источника питания эмиттерных повторителей. Этим обеспечивается уменьшение влияния помех. Все трансформаторы имеют экран между первичной и вторичной обмотками.

Первичные обмотки трансформаторов Тр_З и Тр₁ подключаются к выходу звукового генератора. Ко вторичной обмотке Тр₃ подключается цепочка Z₁, Z₂, R, С или мостовая схема с индуктивным преобразователем.

9. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

Определение изменения относительного профиля поверхности, кольца упорного подшипника, с обратной к беговой дорожке стороны по центральной линии.

1. Выбрать начальный (нулевой) сектор кольца.

2. Установит кольцо подшипника на столик измерительной станции.

3. Включить питание.

4. Произвести настройку измерительной системы:

А. Установить на приборе максимальное значение цены деления шкалы.

Б. Подвести шунт измерительного датчика до момента сосания поверхности кольца.

В. Ослабить фиксирующий винт на кронштейне датчика.

Г. Вращая регулировочное кольцо установить стрелку прибора в центр на«0».

Д. Включить более точный диапазон измерения.

Е. Повторять, выполнив пунктов Г и Д до тех пор пока не будет произведена настройка в последнем (самом точном) диапазоне.

Ж. По окончанию регулировки затянуть фиксирующий винт и отрегулировать положение стрелки прибора на «0» с помощью ручки на панели передней панели прибора.

5. Поворачивая кольцо на 1 сектор производить измерение профиля поверхности кольца. Все измерения выполняются на приделе минимального значения цены деления измерительной шкалы.

6. Измерения производятся при повороте кольца сначала в одном направлении, потом в обратном.

7. Результаты измерений занести в таблицу 1.

8. По данным таблицы 1 построить график зависимости отклонения профиля ∆L от номера сектора.

Таблица 1

Характеристики

Список файлов книги