Лабораторная работа №9 испытание датчика давления

Цель работы: исследовать работу аналогового дифференциального датчика давления, научиться снимать его характеристику (зависимости выходного напряжения преобразователя от разности давлений на его входе).

Порядок выполнения работы

1. Изучите схему лабораторного стенда в соответствии с рисунком л9.1.

При выполнении работы используется блоки G1, А2, А3, А6. В блоке А6 установлены датчик давления и водяной манометр для создания и измерения разности давлений.

Рис. л8.1. Электрическая схема соединений при

испытании датчика давления

2. Убедитесь, что выключатели S1, S2, S3, S4 блоков отключены.

3. Соедините блоки G1, А2, А3, А6 в соответствии с электрической схемой соединений рис. л9.1.

4. Включите при помощи тумблеров S1 и S2 устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1; блоки А2 и А3 при помощи переключателя S3. На гнезда питания датчика давления подается постоянное напряжение +5 В от источника питания в блоке счетчика импульсов А2.

5. Напряжение на выходе датчика измеряется одним из мультиметров блока А3.

Внимание! Мультиметр неработоспособен, если он включен при нажатой кнопке «HOLD». Кнопку «HOLD» необходимо отжать.

6. Установите входное напряжение 2,5 В. Зажимы трубок должны находиться на одном уровне. Перемещением зажимов задается разность высот уровней жидкости в трубках манометра h. Разность высот в 1 мм (1 мм водяного столба) соответствует давлению в 9,8 Па. Для получения разности давлений в 1 кПа необходима разность уровней воды 1000/9,8=102 мм. При номинальной чувствительности датчика 1В/кПа разности уровней 102 мм будет соответствовать отклонение выходного напряжения на ±1,02 В от среднего значения напряжения 2,5 В (при напряжении питания 5 В).

7. Начинайте перемещать зажим левой трубки на 10 мм вверх до отметки 100 мм, каждые 10 мм замеряя перепад напряжения при помощи мультиметра. Результаты измерений занесите в таблицу л9.1.

Таблица л9.1.

Высота уровня воды ∆h при перемещении правого зажима, мм	Показания вольтметра U, В	Давление Р, Па	Чувствительность S
0
10
…
100

8. Установите зажимы в начальное положение, и аналогично проведите измерения, перемещая правый зажим. Результаты измерений занесите в таблицу л9.2.

Примечание: перепад напряжения возникает при помощи тензорезисторного преобразователя, встроенного в датчик давления.

Когда уровень воды в левой трубке выше уровня воды в правой, напряжение на выходе датчика превышает 2,5 В (положительная разность давлений). Если уровень воды в левой трубке ниже уровня в правой – разность давлений отрицательна и напряжение на выходе датчика ниже 2,5 В.

9. Рассчитайте чувствительность преобразователя S=U_i-U_i-1/∆h_i-∆h_i-1.

10. Постройте графики зависимости напряжения на выходе датчика от разности давлений U=f(P) и S=f(P).

Таблица л9.2.

Высота уровня воды ∆h при перемещении левого зажима, мм	Показания вольтметра U, В	Давление Р, Па	Чувствительность S
0
10
…
100

11. По завершении измерений отключите питание всех блоков.

Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2. Электрическая схема установки для исследования датчика давления.

3. Таблицы с результатами эксперимента.

4. Графики зависимости напряжения на выходе датчика от разности давлений U=f(P) и S=f(P).

5. Вывод.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные единицы давления.

2. Какие методы измерения давления существуют? Назовите их достоинства и недостатки, возможность применения.

3. Назовите чувствительные элементы в деформационных приборов, их принцип действия, особенности.

4. Назовите электрические преобразователи для измерения давления.Их особенности

5. На чем основан принцип действия пьезоэлектрических датчиков давления? емкостных датчиков давления?

6. Что лежит в основе работы тензорезисторных преобразователей?