Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методические указания к л.р. по ТСАУ(4033).doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
5 Мб
Скачать
☆

2.4. Люфт передачи и трение

Люфт передачи задающий вал-щетка, трение щетки вызывают дополнительные погрешности потенциометрического преобразователя. С целью их уменьшения в передаче используют пружины, выбирающие люфт, и применяют потенциометры с обмотками из благородных металлов с малой силой трения щетки.

2.5. Влияние нагрузки

Выше рассматривался ненагруженный делитель напряжения. Если же нагрузка потенциометра будет потреблять ток (делитель нагружен), то это вызовет дополнительные статические и динамические отклонения реального выходного напряжения U2 от расчетного U2p=Kn, так как реальное напряжение U2 зависит от величины и характера нагрузки. Статические отклонения приводят к дополнительной неравномерности характеристики преобразователя, а динамические отклонения возникают в тех случаях, когда нагрузка содержит реактивные сопротивления. При реактивных сопротивлениях в нагрузке напряжение U2 зависит не только от положения щетки, но и от характера ее движения, определяемого скоростью, ускорением и т.д. Кроме этого, статические и динамические погрешности преобразователя, обусловленные нагрузкой, зависят и от его конкретной схемы. В табл. 2.1 приведены 5 конкретных схем преобразователей и результаты анализа дополнительных отклонений статической характеристики от расчетной, обусловленных влиянием конечного активного сопротивления нагрузки. В пп. 1,2 приведены схемы простейших делителей напряжения, у которых напряжение U2 нагрузки может изменяться от нуля до напряжения питания без изменения знака. В пп. 3-5 представлены схемы делителей напряжения, у которых напряжение U2 изменяет знак.

Методику анализа степени неравномерности характеристик проиллюстрируем примером исследования схемы, показанной в п.1 [1].

Выходное напряжение U2 схемы пропорционально току I2 нагрузки, т.е.

U2=I2R2 . (2.1)

Ток I2 по теореме об эквивалентном генераторе, известной из курса ТОЭ, выражается

, (2.2)

где Uxx – напряжение на щетке при R2= ,

Rвн – внутреннее сопротивление схемы.

Считая потенциометр идеальным, принимаем Uxx=U1, где m – относительный угол поворота щетки. Внутреннее сопротивление Rвн для данной схемы имеет вид:

Rвн=R1.  2.3

Подставляя (2.2), (2.3) в (2.1), имеем

, (2.4)

где R2/R1 – коэффициент нагрузки. Относительная неравномерность характеристики:

 ,   2.5

где U2m – наибольшее значение напряжения U2, равное в данном случае значению U1;

U2p – расчетное значение, U2p =U1. Поэтому

 .  2.6

Подставив в равенство (2.6) выражение (2.4), получим

   2.7

Знак минус указывает на то, что фактическое напряжение U2 меньше расчетного. Оценим величину m. Так как для всех величина , а коэффициент практически должен быть больше 1, то выражение (2.7) можно упростить, считая



Величина m оценивается максимумом функции  Поэтому из условия

,

следует, что m будет наблюдаться при . На рис. 2.5 приведено семейство характеристик U2=U2() преобразователя, реализующего схему, приведенную в п.1 табл.2.1. Выражения для выходных напряжений и оценки относительной неравномерности m для остальных схем, получаемые по рассмотренной методике, приведены в табл. 1.

Рис. 2.5

С целью уменьшения влияния нагрузки рекомендуется выбирать . Динамические погрешности, возникающие при наличии реактивных сопротивлений в нагрузке, анализируются в работе [1]. Здесь они не рассматриваются.

Таблица 2.1

№

п/п

Схема преобразователя

Rвн

U2



1

Rвн=R1

m;

R1/R2;

U2m=U1



m= при 

2

m;

;

U2m=U1



m=0.1/при

и 

3

m;

R2/R1;



m при 

4

Rвн=0.5R3+0.25*

*(1-)R1;

m;

R2/R1;

R3/R1;

U2m=U1



m=

при 

5

Rвн=0.5R1(1-);

m;

R2/R1;

U2m=U1



m= при 

В схемах 3, 4, 5 отсчет производится от средней точки потенциометра.