4. Предварительное задание

1. Получить выражение для расчёта значения скорости вала n об/мин, пропорционально длительности импульсов с оптопары, используемой в качестве датчика эталонного значения скорости.

2. В соответствии с вариантом задания, устанавливающим диапазон изменения скоростей, рассчитать параметры соответствующих элементов схемы преобразователя и компаратора.

3. По принципиальным схемам преобразователя и компаратора определить возможные варианты структуры и аппаратной реализации информационного канала измерения скорости с индукционным импульсным датчиком.

5. Рабочее задание

1. Собрать с помощью перемычек схему для исследования амплитудных и частотных характеристик импульсного ИД (при этом переключатель Q1 усыновить в положение 0). Выходы измерительной обмотки сенсора и фотоприемника оптопары подключить к усилителям осциллографа.

2. После проверки схемы преподавателем включить сеть. Увеличивая напряжение в якорной цепи Ml, снять при помощи осциллографа амплитудную и частотную характеристики индукционного ИД во всем диапазоне регулирования частоты вращения вала. Зарисовать осциллограммы напряжения на выходах измерительной обмотки И. Д. и фотоприёмника оптопары (фотоимпульсного датчика, используемого в качестве эталонного) на границах и в середине рассматриваемого диапазона частоты вращения вала.

5.3. Создать с помощью перемычек схему для исследования информационной системы измерения скорости. Выходы фотоприёмника оптопары и преобразователя частоты в код подключить к усилителям осциллографа. На выходе преобразователя подключить милливольтметр. Смонтировать на плате П преобразователя конденсаторы CI, C2 и сопротивление R, соответствующие заданному диапазону измерения скоростей вала. Смонтировать на плате К компаратора элементы, обеспечивающие рассчитанный коэффициент усиления.

4. После проверки схемы преподавателем экспериментально определить границы диапазона скорости вращения вала по показанию с выхода фототриода, соответствующим положениям Q2. Проверить коэффициент усиления компаратора.

5. Снять скоростную характеристику информационной системы измерения скорости по схеме п.5.4. в заданном диапазоне скоростей вращения вала. Зафиксировать осциллограммы напряжения на выходе преобразователя на границах и в центре рассматриваемого диапазона скоростей вращения вала.

6. Методические рекомендации

6.1. К п.4.1. При выводе выражения для расчёта значения скорости вала следует исходить из соотношений, связывающих угловую скорость вала Ω (рад/с) и частоту вращения вала n (об/мин), а также угловую скорость Ω и длительность соответствующего количества импульсов с выхода фотоимпульсного датчика за один полный оборот вала.

6.2. К п.4.2. Выбор требуемого диапазона регулирования производится на основе равенства периода минимального импульса выходного сигнала с измерительной обмотки ИД, T_min пропорционального скорости вращения вала n, и числу зубцов, модулирующего диска Z, и постоянной времени выходного контура преобразователя частоты в ток . При выборе постоянной времени и округлении полученных значений параметров до ближайших стандартных значений следует учесть, что T_min < Т. Требуемый коэффициент усиления компаратора выбирается исходя из данного диапазона изменения скорости и данных, связывающих амплитуду выходного сигнала ИД при скорости вращения вала n = 100 об/мин, исходя из условия линейного закона увеличения Е_m. Платы К и П должны быть согласованы по входу (выходу) (R1 преобразователя и R1 компаратора соответствующим образом рассчитаны).

3. К п.4.3. При рассмотрении принципиальных схем преобразователя и компаратора следует учитывать диапазон изменения амплитуды и частоты сигналов на входе преобразователя, а также напряжения питания транзисторов и операционного усилителя, количество каскадов и элементную базу преобразователя и компаратора.

4. К п.5.2., 5.4., 5.5. Регулирование скорости вращения Ml изменением напряжения начинать с крайнего левого положения переключателя Q2.

5. К п.5.2. Амплитудные и частотные характеристики импульсного И.Д. следует строить в координатах Е_m, . Значения соответствующих , рассчитываются по результатам измерений периода импульсов Т_i эталонного датчика.

6. К п.5.4. При экспериментальном определении границ диапазона скоростей вращения вала необходимо учитывать, что максимальное значение скорости вращения округляется до ближайшего меньшего значения вследствие использования ступенчатого регулирования напряжения якорной обмотки и необходимости выполнения соотношения T_min < Т_с.

7. К п.5.5. При построении скоростной характеристики ИИД. возможно использовать показания осциллографа на выходе преобразователя частоты. При этом строится не 1_ср = F(n), a E_cpm =F(n). При определении значений , следует руководствоваться рекомендациями п.6.5.