Содержание

Лабораторная работа № 1 Исследование струнного генератора…………………..

Лабораторная работа № 2 Исследование токового датчика………………………..

Лабораторная работа № 3 Исследование индуктивного микрометра……………..

Лабораторная работа № 1

«Исследование струнного генератора»

Целью работы является изучение принципа действия и характеристик струнного генераторного датчика.

Оборудование: исполнительный стенд с установленными датчиком, усилителем, блоком питания схемы.

Задание Исследовать работу струнного генераторного датчика и снять его характеристики:

1. зависимость частоты и амплитуды колебаний в функции перемещения конца измерительной пружины;

2. зависимость частоты колебаний от изменения напряжения питающей сети.

1.1. Общие положения

Струнный генераторный датчик состоит из струнного датчика и усилителя. Датчик, состоящий из струны, колеблющейся в поле постоянного магнита, включен в одно из плеч моста, три плеча которого являются активными сопротивлениями.

Напряжение с выхода моста (диагональ а-б) подается на двухкаскадный полупроводниковый усилитель с трансформаторным выходом. Выходное напряжение усилителя через одну из обмоток выходного трансформатора подано на вторую диагональ моста (с-д). Таким образом, питание моста осуществляется на резонансной частоте струнного датчика. В системе образуется положительная обратная связь, что приводит к возникновению незатухающих колебаний на основной резонансной частоте струны. Схема генераторного датчика приведена на рис.1.1.

Рисунок 1.1 – Схема струнного датчика

Схема работает как генератор незатухающих колебаний, частота которых определяется частотой колебаний струны. Изменяя натяжение струны, можно получить изменение частоты колебаний всей системы. Отсюда следует, что система может использоваться как устройство для преобразования механической силы в частоту колебаний. Точность работы такого преобразователя определяется точностью работы струнного датчика.

Струна 1 одним концом жестко укреплена на изоляторе 2, установленном на основании 3. Второй конец струны укреплен на рычаге 4, качающемся на опоре 5. На рычаг 4 действует сила натяжения пружины 6, соединенной вторым концом с помощью серьги 7 с рычагом 8. На рычаг 8 действует пружина 9, соединенная шарниром 10 с микрометрическим винтом 11.

Кинематическая схема датчика и стенда для создания переменной нагрузки приведена на рис.1.2.

Рисунок 1.2 – Кинематическая схема струнного датчика

Изменяя положение шарнира 10 вращением микрометрического винта, можно изменить натяжение пружины 9, которое через рычаг 8, пружину 6 и рычаг передается на струну.

Так образуется зависимость между частотой и положением микрометрического винта.

На стенде установлены датчик, усилитель и блок питания схемы.

1.2. Порядок выполнения задания

Датчик, его усилитель и блок питания смонтированы на испытательном стенде. Там же смонтирована микрометрическая головка, связанная с выходным валиком датчика с помощью рычага и измерительной пружины. Перемещение конца измерительной пружины отсчитывается по нониусу микрометрической головки. Измерение частоты колебаний производится по методу сравнения частоты звукового генератора и частоты генераторного датчика с помощью осциллоскопа.

Схема испытаний приведена на рис. 1.3.

Рисунок 1.3 – Схема испытания струнного датчика

1.2.1. Определение зависимости частоты в функции перемещения конца измерительной пружины. Установив автотрансформатор в нулевое положение, включить все измерительные приборы. Проверить наличие нулей на приборах. Далее установив микрометрическую головку в нулевое положение, подать напряжение питания до значения 115 В. При этом генераторный датчик должен дать выходное напряжение порядка 0,5 В при частоте около 4 кГц. Затем, изменяя положение микрометрической головки через каждые 2 мм, снять зависимости:

F = f(S) и U = f(S).

Результаты измерений занести в табл.2.1.

Таблица 1.1 – Результаты измерений частоты и выходного напряжения в зависимости от положения микрометрической головки

Перемещение S, мм	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
Частота сигнала F, кГц
Напряжение сигнала Uв, В

1.2.2. Зависимость частоты от напряжения питания снимается в диапазоне от

127 В до напряжения срыва генерации через каждые 5 В. Характеристика снимается на трех точках положения микрометрической головки 0,5 мм, 2,5 мм и 4,5 мм. Результаты измерений занести в табл.1.2.

Таблица 1.2 – Результаты измерений частоты от напряжения питания

Измеряемые параметры		Напряжение питания, В
		127	120	115	110	105	100	95	90
0,5 мм	F, кГц
	Uв, В
2,5 мм	F, кГц
	Uв, В
4,5 мм	F, кГц
	Uв, В

Содержание отчета:

1) в отчете необходимо привести схемы измерений и таблицы;

2) построить графики по данным табл.1.1 и 1.2.

Контрольные вопросы

1. Объясните принцип действия струнного датчика.

2. Каким образом, зависит частота и амплитуда колебаний от перемещения струны?

3. Как изменение напряжения питания влияет на частоту колебаний струны?

4. Какой материал используется для изготовления струны?

5. Сформулируете условие равновесия моста.