Лабораторная работа № 2 «Исследование токового датчика»
Целью работы является изучение принципа действия токового датчика и снятие основных его характеристик.
Перечень оборудования: 1. токовый датчик; 2. вольтметр; 3. миллиамперметр; 4. магазин сопротивлений.
Задание: Определить зависимость изменения выходного напряжения Uн и тока Iн в нагрузке при различных обратных связях. Определить влияние изменения сопротивления в нагрузке на выходные параметры. Построить графики этих зависимостей.
2.1. Общие положения: В системах автоматики для измерения неэлектрических величин возникает необходимость преобразования измеряемой величины в электрическую. Элемент измерительного устройства, выполняющий функции преобразования, называется датчиком. Для измерения линейных перемещений может быть использован токовый датчик, принцип действия которого основан на изменении индуктивного сопротивления катушки со стальным сердечником при изменении воздушного зазора между сердечником и подвижным якорем. Якорь связан с объектом, перемещение которого необходимо измерить. Соответствующее изменение сопротивления фиксируется измерительным прибором, шкала которого может быть отградуирована в единицах перемещения.
2.2. Порядок выполнения работы:
2.2.1. Собрать схему, приведенную на рис. 2.1:
2.2.2. Определить зависимость изменения выходного напряжения Uн и тока Iн в нагрузке при напряжении питания 127 В, при отключенной обратной связи (переключатель ОС в крайнем левом положении). Установить значение сопротивления нагрузки 4 кОм. Изменяя ручкой микрометра воздушный зазор от 0 до 10 мм. снять показания приборов и записать данные в табл. 2.1.
Рисунок 2.1 – Схема испытания токового датчика
Таблица 2.1 – Результаты измерений изменения выходного напряжения и тока в нагрузке без ОС
L, мм |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.3. Определить зависимость изменения выходного напряжения Uн и тока Iн в нагрузке при разных значениях напряжения на входе: U1 = 110 B, U2 = 127 B, U3 = 140 B с включенной обратной связью (переключатель ОС в среднем положении). Установить значение сопротивления нагрузки 4 кОм. Изменяя ручкой микрометра воздушный зазор от 0 до 10 мм. снять показания приборов и записать данные в табл. 2.2
Таблица 2.2 – Результаты измерений изменения выходного напряжения и тока в нагрузке с ОС.
L, мм |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
U1 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U3 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.4. Определить зависимость изменения выходного напряжения Uн и тока Iн в нагрузке при разных значениях напряжения на входе: U1 = 110 B, U2 = 127 B, U3 = 140 B с включенной чувствительной обратной связью (переключатель ОС в правом положении). Установить значение сопротивления нагрузки 4 кОм. Изменяя ручкой микрометра воздушный зазор от 0 до 10 мм. снять показания приборов и записать данные в табл. 2.3.
Таблица 2.3 – Результаты измерений изменения выходного напряжения и тока в нагрузке с чувствительной ОС.
L, мм |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
U1 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U3 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.5. Определить влияние изменения сопротивления в нагрузке Rн = 1, 2, 4, 8 кОм на выходные параметры. Для этого переключатель ОС установить в среднее положение, при питании датчика U1 = 127 В. Результаты измерений записать в табл.2.4.
Таблица 2.4 – Результаты измерений изменения выходного напряжения и тока в нагрузке с ОС при разных Rн.
L, мм |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Rн1 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн2 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн3 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн4 |
Uн, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|