ТСА2 / Лаб.раб.ТСА отдельн / Градуировка устройства задающ.токового ЗУ05

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1

Градуировка устройства задающего токового ЗУ05

Цель работы :

1. изучить конструкцию, принципиальную схему и схему внешних соединений устройства задающего токового ЗУ05;

2. отградуировать шкалу ЗУ05 по внешнему милливольтметру;

3. определить погрешности градуировки шкалы по всему диапазону.

1. Устройство задающее токовое ЗУ05 и его технические данные

У стройство задающее токовое ЗУ05 предназначено для применения в системах автоматического управления производственными процессами в качестве ручного токового задатчика в системах автоматического управления.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.

Технические данные ЗУ05.

Параметры питания 220 В (– 15…+10%) 50 ±1 Гц (60 ±1 Гц).

Потребляемая мощность 5 ВА.

Диапазон изменения выходного токового сигнала 0…5 мА.

Сопротивление нагрузки может находиться в пределах 0…1кОм, 1…2 кОм или 2…3 кОм.

Шкала уставки выходного сигнала 0…100% с ценой деления 1%, погрешность градуировки шкалы не более 5% от номинального диапазона изменения выходного сигнала.

Вероятность безотказной работы за время 2000 часов не менее 0,97.

Габаритные размеры 8060170 мм, масса не более 1 кг.

Устройство состоит из корпуса с передней панелью, на которую выведена ручка «Задание», снабжённая лимбом со 100 делениями. На задней стороне корпуса расположен штепсельный разъём на 7 цепей.

Устройство питается от одноканального источника постоянного напряжения ИП–32 на 30 В, встроенного в корпус.

Устройство представляет собой источник тока, построенный как однокаскадный усилитель постоянного тока на транзисторе VT по схеме с общим эмиттером и последовательной отрицательной обратной связью (резисторы R₆ и R₇). Нагрузка включается в коллекторную цепь VT при сопротивлении нагрузки 2…3 кОм прямо (между контактами 4 и 7 штепсельного разъёма), через балластный резистор R₈ при сопротивлении нагрузки 1…2 кОм (контакты разъёма 4 и 6) или через резисторы R₈+R₉ при сопротивлении нагрузки 0…1 кОм (контакты разъёма 4 и 5).

Входной сигнал задания устанавливается движком потенциометра R₅.

Питание входных цепей задатчика стабилизировано стабилитроном VD₁, для компенсации динамического сопротивления которого входная цепь подключена к диагонали моста R₁ – VD₁ – R₂ – R₃. Температурная стабилизация выходного тока усилителя постоянного тока осуществлена применением в эмиттерной цепи VT медного резистора R₇, имеющего положительный температурный коэффициент сопротивления, и германиевого точечного диода VD2 в цепи базы.

2. Лабораторная установка

На рис.2 изображён эскиз щита лабораторной установки САУ уровнем жидкости в резервуаре, в измеритель рассогласования которой входит устройство задающее токовое ЗУ05 (позиция 6). Оно расположено в верхней правой части щита и предназначено для ручного задания уровня жидкости в резервуаре, которое должно поддерживаться в процессе автоматического регулирования.

Д ля градуировки лимба ручки управления ЗУ05 непосредственно над задатчиком расположен миллиамперметр со шкалой на 5 мА (позиция 7). Этот миллиамперметр не является необходимой принадлежностью ЗУ05, а установлен только для осуществления градуировки шкалы по току.

3. Программа работы и порядок её выполнения

1) Изучить принцип работы источника тока.

2) Устанавливая по миллиамперметру выходные токи задатчика от 0 до 5 мА через 0,5 мА, получить зависимость «Выходной ток – Показания по лимбу задатчика». Результаты представить в таблице и в виде графика.

3) Рассчитать и представить в таблице и на графике абсолютную погрешность установки заданного тока (по всему диапазону) по лимбу задатчика в координатах «Показания по лимбу – Погрешность установки тока».

4) Рассчитать приведённую погрешность градуировки токового задатчика ЗУ05.

4. Оформление отчёта

Отчёт должен содержать:

1) цель работы и краткое описание принципа работы токового задатчика ЗУ05;

2) таблицы результатов и графики;

3) анализ погрешностей токового задатчика ЗУ05;

4) выводы по работе, в которых должны быть обсуждены возможные причины появления погрешности задания тока задатчиком ЗУ05 и приведены максимальная абсолютная и приведённая погрешности.

Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип работы источника тока, построенного на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером.

2. Как влияет на внутреннее сопротивление источника тока коэффициент передачи по току биполярного транзистора?

3. Какие элементы схемы ЗУ05 обеспечивают температурную стабильность тока нагрузки задатчика?

4.Для какой цели в схеме ЗУ05 установлены в цепи коллектора резисторы R₈ и R₉?

5. Как построить измеритель рассогласования с токовым задатчиком и датчиком с токовым выходом?

6. Как построить измеритель рассогласования с токовым задатчиком и резистивным потенциометрическим датчиком?

Библиографический список

1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. – М.: Из-во «ДМК Пресс», 2009. – 832 с., ил.

2. Фрайден Дж. Современные датчика: справочник. – М.: Техносфера, 2006. – 588 с.

3