Последовательность выполнения работ

1. Запитать датчик угла напряжением 5В 10КГц. Для этого подключить разъем с синими проводами к генератору.

2. Для съема информации с датчика угла подсоединить выходной разъем (разъем с желтыми проводами) к осциллографу.

3. Снять передаточную характеристику датчика угла. Для этого, изменяя угол поворота катушки снимать напряжение. Заполнить таблицу 1.

   Угол поворота подвижной катушки, град.	-5	-4	-3	-2	-1	0	1	2	3	4	5
   Снимаемое напряжение, В

4. По данным таблицы построить график зависимости снимаемого напряжения от угла поворота.

5. По графику определить коэффициент передачи.

6. Поместить в зазор между подвижной катушкой пластинки из различного материала: полоска бумаг, металлической фольги. Сделать выводы.

Лабораторная работа №3

Сенсорный выключатель и его принцип действия

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель лабораторной работы – изучение принципа действия и основных характеристик тактильного (сенсорного) управляющего элемента в различных режимах работы.

2. Краткие теоретические сведения

Сенсорный выключатель предназначен для работы в составе систем сигнализации и систем управления. В составе системы сигнализации данный выключатель работает в релейном режиме, как только рука прикоснулась к тактильной площадке, установленной, например, в ручке двери, в замке сейфа, на поверхности стола и т.д., выключатель срабатывает, передавая сигнал на систему свето и звуко-сигнализации. Система функционирует до тех пор, пока не будет перезапущена. В составе управляющей системы данный выключатель также работает в релейном режиме, но управляющий сигнал с выключателя исчезает, как только, убрать руку с тактильного датчика. Временные циклограммы работы сенсорного выключателя показаны на рисунке 1.

Сенсорный датчик (или тактильная площадка) представляет собой резистивный контактный датчик, изготовленный в виде медной дорожки на текстолитовой основе. При прикосновении к его поверхности человек замыкает рукой соседние дорожки тем самым резко снижая сопротивление от 10⁹ Ом до 1…10¹ Ом. Такой перепад сопротивления вызывает скачкообразное изменение тока в цепи обработки сигнала датчика. Это изменение тока и позволяет в дальнейшем управлять исполнительными двигателями или включать световую и звуковую сигнализации.

Рисунок 1 – Временный циклограммы работы сенсорного выключателя в режиме сигнализации и в режиме управления

3. Описание лабораторной установки

Схема лабораторной установки показана на рисунке 2. Лабораторная установка состоит из трех основных элементов: сенсорный управляющий элемент, электрический двигатель постоянного тока и светодиод.

Установка имеет два режима функционирования, которые позволяют изучить две основных области применения сенсорных выключателей: управление и сигнализация.

В первом режиме – режиме управления (режим «кнопка») – используется двигатель постоянного тока. Данный режим характеризуется наличием постоянного сигнала на двигатель, пока рука лежит на тактильной площадке сенсорного выключателя. Как правило, такой режим позволяет управлять исполнительными элементами при нажатии на тактильную площадку, причем сила нажатия роли не играет. Как только снять руку с тактильного датчика двигатель прекращает вращаться. Резистор R1 (позиция 8 на рисунке 4) регулирует время срабатывания схемы, увеличивая или уменьшая время заряда конденсатора.

Рисунок 2. – Схема лабораторной установки.

Во втором режиме – режим «сигнализация» – используется светодиод и двигатель. Данный режим характеризуется постоянным сигналом на двигатель, если дотронуться до тактильной площадки хотя бы один раз. Как правило, такой режим позволяет строить системы сигнализации. Даже если снять руку с тактильного датчика светодиод не перестает светиться, а двигатель продолжает вращаться до тех пор, пока не сбросить данный режим. Сброс режима производится переключением кнопки в режим управления.

Электрическая схема и внешний вид тактильного датчика показаны на рисунке 3. На рисунке 4 показан внешний вид лабораторной установки.

Рисунок 3. – Электрическая схема и внешний вид тактильного датчика

Рисунок 4. – Внешний вид лабораторной установки.

Тактильный датчик представляет собой усилитель постоянного тока, выполненный на составном транзисторе VT1, VT2. Переменный резистор R1 позволяет установить необходимую чувствительность усилителя. Резистор R2 и конденсатор С1 снижают вероятность ложного срабатывания и определяют задержку срабатывания датчика. Диод VD2 защищает транзисторы VT1, VT2 при применении дополнительного электромагнитного реле, для подключения которого используются контакты 1 и 7. Реле выбирается таким образом, чтобы его напряжение срабатывания равнялось: Uпит минус 2В, а максимальный ток через обмотку коммутатора – не более 75мА. Индикация выполнена на светодиоде VD1.

Технические характеристики тактильного датчика.

Номинальное напряжение питания: 6,0…15,0В

Ток нагрузки: 75мА.

Размер печатной платы: 30х45мм.