МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

Кафедра Автоматики та електротехніки

до виконання лабораторних робіт з курсу

“Технічні засоби автоматизації”

для студентів 3-го курса

(денної та заочної форм навчання)

фаху 6.092500

спеціальності “Автоматизоване управління

технологічними процесами та виробництвом”

Дніпропетровськ 2008 р.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу “Технічні засоби автоматизації” для студентів 3-го курса (денної та заочної форм навчання) фаху 6.092500 спеціальності “Автоматизоване управління технологічними процесами та виробництвом” /Укл.: Ужеловський В. О., Бровченко К. А, Живцова Л. І., Дейкун В. І. – Дніпропетровськ: ПДАБА, 2008. – 45 стор.

Методичні вказівки призначені для організації лабораторних робіт з курсу “Технічні засоби автоматизації” для студентів третього курсу за спеціальністю “Автоматизоване управління технологічними процесами та виробництвом”

Укладачі: к. т. н., доц. Ужеловський В.О., ас. Бровченко К.А., ас. Живцова Л.І., ас. Дейкун В.І.

Відповідальний за випуск – д. т. н., проф. Еріванцев І.М., зав. кафедрою автоматики та електротехніки

Рецензент: к. т. н., доц. Мещеряков Л.І.

Затверджено

на засіданні кафедри

Автоматики та електротехніки

Протокол № 16 від 15.05.08

Затверджено на засіданні

Методичної ради ПДАБА

Протокол № 7 (53) від 29.08.08

Лабораторна робота № 1 дослідження потенціометричного датчика

Мета роботи - вивчити принцип дії та схеми ввімкнення одно- і двотактного потенціометричного датчика, побудову статичних характеристик.

Необхідне устаткування:

• Реостат на 200 - 1000 ОМ 1 шт.,

• Реостат з виведеною середньою точкою 1 шт.,

• Вольтметр постійного струму на 30 В 1 шт.,

• Вольтметр змінного струму на 30 В 1 шт.,

• З’єднувальні проводи,

• Комп’ютер 1 шт.

Загальні відомості

Потенціометричний датчик - це датчик активного опору, призначений для вимірювання лінійних або кутових переміщень і перетворення їх в електричний сигнал.

Статичною характеристикою потенціометричного датчика називається залежність струму навантаження ( ) або напруги навантаження ( ) від величини переміщення (l) повзунка реостата.

Якщо опір навантаження значно більший від опору потенціометра R = (10 100)R, то рівняння статичної характеристики виглядатиме:

(1)

В цьому випадку струм (I ) прямопропорційний опору (r) частини обмотки потенціометра, обмеженого повзунком і залежить від опору навантаження (R ).

Вихідна напруга визначається з виразу:

(2)

де R - опір потенціометра,

l - довжина обмотки потенціометру, яка обмежена повзунком

L - довжина повної обмотки потенціометра.

В цьому випадку (R ) не впливає на точність вимірювань. Тому в потенціометричних датчиках використовується, як правило, перетворення переміщення в напругу, а не струм.

Чутливість датчика по напрузі:

(3)

Розглянутий потенціометр є однополярним, оскільки переміщення (l) і напруга ( ) можуть бути тільки одного знаку.

У двотактному потенціометричному датчику знак вихідного переміщення залежить від напруги переміщення повзунка реостата. Такий датчик можна використовувати як потенціометр з середньою точкою. Напруга ( ) знімається з повзунка і середньої точки, яка приймається за початок відліку. Якщо потенціометр живити постійним струмом, то при проходженні повзунком середньої точки знак вихідної напруги змінюється. При живленні датчика змінним струмом і проходженні повзунком середньої точки змінюється фаза вихідної напруги на 180 .

Порядок виконання роботи.

Етап 1. Зняття статичної характеристики однотактного потенціометричного датчика з живленням від джерела постійного струму.

1. Зібрати схему, наведену на мал. 1.

Мал. 1 Схема підключення однотактного потенціометричного датчика.

2. Встановити повзунок потенціометра (RP) в нижнє по схемі положення.

3. Включити автоматичний вимикач (SF)

4. Переміщуючи повзунок потенціометра і помічаючи на ньому величину відстані ( ), зняти значення вихідної напруги ( ), або струму (I), результати занести у таблицю №1.

Таблиця №1

l

5. Виконати пункти 1, 2, 3, 4 з використанням програми Electronics Workbench.

6. За даними таблиці 1 побудувати статичну характеристику датчика U = f(l),за допомогою прикладних програм Electronics Workbench та MathCAD.

7. Визначити чутливість датчика по напрузі (S ).

Етап 2. Побудова статичної характеристики однотактного потенціометричного датчика на змінному струмі.

1. Зібрати схему аналогічну мал.1 з джерелом живлення змінної напруги (36 В).

2/ Виконати роботи по пунктах 2, 3, 4, 5, 6 етапу 1. Одержані результати занести у таблицю №2.

Таблиця №2

lмм

Етап 3. Побудова статичної характеристики двотактного потенціометричного датчика на постійному струмі.

1. Зібрати схему наведену на малюнку 2.

Мал. 2 Схема підключення двотактного потенціометричного датчика.

2. Встановити повзунок потенціометра (RP) у середнє положення.

3. Включити автоматичний вимикач (SF), уточнити і встановити повзунок потенціометра, при якому показання вольтметра будуть рівні нулю.

4. Переміщуючи повзунок потенціометра, до значень, при яких вольтметр не зашкалює, зняти три свідчення і занести у таблицю №3 з урахуванням величин (l=0) і ( =0)

Таблиця №3

l				0
				0

5. Встановити повзунок у середнє положення.

6.Вимкнути автоматичний вимикач (SF), і поміняти місцями провідники на клемах у вольтметра.

7. Включити автоматичний вимикач (SF) уточнити установку повзунка реостату, при якому свідчення вольтметра будуть рівні нулю.

8. Переміщуючи повзунок потенціометра в іншому напрямі, зняти свідчення вольтметра в трьох точках, з урахуванням величин (l) і ( ), з протилежним знаком і занести у таблицю №3.

9. Прослідкувати зміни пунктів 4 і 8 на екрані електроннопроменевого осцилографа.

10.Виконати пункти 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 з використанням програми Electronics Workbench.

11.Побудувати статичну характеристику за допомогою прикладних програм та привести роздруківку і визначити чутливість датчика потенціометра по напрузі.

Этап 4 Побудова статичної характеристики двотактного потенціометричного датчика на змінному струмі.

1. Зібрати схему, аналогічну мал. 2, з живленням від джерела змінної напруги (36 В).

2. Виконати роботи по пунктах 2, 3, 4, 5, 8, 9 етапу 3. Результати вимірювань занести у таблицю №4.

Таблиця №4

l

3. Виконати пункти 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10 етапу 10 з використанням програми Electronics Workbench.

4. Побудувати статичну характеристику за допомогою прикладних програм та привести роздруківку і визначити чутливість потенціометричного датчика на змінному струмі.