4. Потенциометрическая схема

В общем случае U=f(r) является нелинейной. Причем чем меньше R_н по сравнению с R, тем нелинейность больше. В общем случае выражение принимает вид

U=(U_н /R)r, (1.27)

Таким образом, статическая характеристика U=f(r) при R _н >R является линейной с коэффициентом передачи k=U_п /R.

В связи е этим при использовании потенциометрической схемы применяют нагрузку с высоким входным омическим сопротивлением (например, выходное напряжение U подают на вход электронного усилителя).

При R _н >R напряжение U=(U_н / l_mах) l, (1.29)

На рис. 1.14, г представлены статические характеристики U=f(l). Прямая 1 соответствует статической характеристике, определяемой выражением (1.29). Кривые 2 и 3 — статические характеристики, причем кривая 3 соответствует меньшему сопротивлению нагрузки.

Так как линейная статическая .характеристика элемента, как правило, яв­ляется более предпочтительной в автоматических системах, то преобразователи активного сопротивления обычно включаются по потенциометрической схеме при большом входном сопротивлении нагрузки. Преобразователи активного сопро­тивления для получения статической характеристики со средним нулевым поло­жением включают по схеме (см. рис. 1.13, г). Статическая характеристика в этом случае при R_H>R имеет вид, представленный на рис.1.14, д.

Для получения линейной статической характеристики преобразователи ак­тивного сопротивления часто включаются в мостовую схему с механической отрицательной обратной связью.

5. Использование мостовой схемы с датчиками актив­ного сопротивления

Рис. 1.16. Использование в АСР мостовой схемы с преобразователями активного сопротивления и механической отрицательной обратной связью

На рис. 1.16 дан пример использования мостовой схемы с датчиками актив­ного сопротивления и механической отрицательной обратной связью

в автомати­ческих системах регулирования. Напряжение питания U_n подается в диагональ bd моста, а выходное напряжение снимается с диагонали ас. При поступлении на объект регулирования ОР возмущающего воздействия регулируемая величина начинает отклоняться от заданного значения, что фиксируется измерительным при­бором ИП. Реостатный преобразователь (датчик) R встроен в этот прибор. Вмес­те с перемещением стрелки прибора ИП подвижная часть прибора перемещает и движок реостата R. Баланс моста нарушается, исполнительный механизм ИМ начинает перемещать регулирующий орган РО, добавляя или уменьшая подачу энергии или вещества в объект регулирования, компенсируя тем самым возмуща­ющее воздействие на объект. Одновременно исполнительный механизм ИМ перемещает движок реостата обратной связи R₂, который встраивается в ИМ, восстанавливая тем самым равновесие измерительного моста. При равновесии моста исполнительный механизм ИМ останавливается; при этом отклонение регулируемой величины от заданного значения начинает уменьшаться, исполнительный механизм включается снова, но в противоположную сторону. После ряда таких включений в автоматической системе регулирования заданное значение регулируемой величины восстанавливается. Включение автоматической системы в работу осуществляется следующим образом. Исполнительный механизм ИМ отключает от регулирующего органа РО, перемещая вручную регулирующий орган РО, устанавливают заданное значение регулируемой величины в объекте по показаниям измерительного прибора ИП. При этом равновесие моста при изменении показаний прибора и перемещении движка реостата R восстанавливается автоматически путем перемещения исполнительного механизма движка реостата R₂. После установления заданного значения регулируемой величины исполнительный механизм ИМ подключается к регулирующему органу РО. Далее заданное значение регулируемой величины поддерживается автоматически.

Изложенный порядок включения автоматической системы регулирования работу на практике называют «бестолчковым» — в момент перевода системы автоматический режим никаких регулирующих воздействий (толчков) на объект не оказывается, так как в момент включения значение регулируемой величины равно заданному.

Если в системе не предусмотрено ручное управление регулирующим органом, то ее бестолчковое включение можно осуществить другим способом. Отключается связь исполнительного механизма ИМ с реостатом обратной связи R_2. Исполнительный механизм переводится на дистанционное управление. В режиме дистанционного управления устанавливается заданное значение регулируем величины. Затем при перемещении вручную движка реостата R₂ балансирую мостовая схема. После этого включается связь исполнительного механизма движком реостата R₂ . Перевод системы на работу при другом заданном значеннн регулируемой величины осуществляется аналогичным образом.

Основные достоинства датчиков активного сопротивления — их простота, применимость для схем как постоянного, так переменного токов. Их недостатки — из-за загрязнения и окисления возможно нарушение электрического контакта между движком токопроводящим слоем резистора, требуются значительные усилие для перемещения движка, сложность кинематической механической связи узла перемещения движка, в результате чего в ней неизбежны люфты, трение и т. п. Все это снижает точность преобразования сигнала этими элементами.

1 .Собрать приборы по схеме а).

1) Использовать программу NATIONAL INSRUMENTS.

2) Выбрать MULTISIM 10.1

3 ) Выбираем источник питания по своему варианту и устанавливаем параметры

источника двойным щелчком мыши.

4 ) Выбираем переменный резистор (POTENTIOMETR) и устанавливаем параметры

резистора двойным щелчком мыши по своему варианту.

5 ) Выбираем мультиметр для измерения тока и устанавливаем параметры для измерения.

6) Величину перемещения определяем по формуле l= 100 Х/ 100%)

7) R= U/I ( Какой закон?)

2. Измерить значения тока I и напряжения U при различных положениях подвижного контакта датчика активного сопротивления l. Опытные данные и расчетное сопротивление записать в таблицу.

Измеренные значения			Вычисленные значения
U	I	Х	l	R

3.Расчеты

4 . По данным таблицы построить статические характеристики : r=f(l) и I=f(l) 5.Определить чувствительность датчика S=tg = =

6. Определить Imax = I min=