3. Лабораторная установка

Лабораторная установка состоит из набора элементов и приборов, необходимых для экспериментального получения важнейших характеристик прибора Р25.1. Для исследования работы прибора Р25.1 следует со­брать схему, приведенную на рис. 4а.

Для этого имеется набор следующего обору­дование: V₂ – вольтметр постоян­ного тока 0…30 В; резисторы 115 Ом, 10 Вт – 2 шт., являющиеся нагрузкой выходных ключей при питании от внутреннего источника выпрямленного напряжения 24 В; ДТД – датчик дифферен­циально-трансформаторный; V₁ – милливольтметр электронный переменного тока с переключаемыми пределами измерения 0…75 мВ, 0…300 мВ, 0…900 мВ; секун­домер. Вольтметр и милливольтметр установлены на панели лабораторной установки.

Дифференциально-трансформаторный датчик и механизм перемещения его плунжера расположены под панелью лабораторной установки. Ручка перемещения плунжера выведена через прорезь в панели в виде вертикального лимба. Гнёзда для измерения выходного напряжения датчика выведены на панель.

4. Программа работы и её выполнение

Подготовительный теоретический этап работы.

1) Изучить принцип работы импульсного ПИ-регулятора и построение его структурной схемы.

2) По рис. 2 понять, как в разомкнутой автоматической системе регулирования (АСР) компенсируется рассогласование неизменной величины ₀ сигналом обратной связи. Следует разобраться, как влияет изменение постоянной времени звена обратной связи Т на продолжительность импульса первого включения t_в, продолжительность импульсов включения ИМ t_и, и какое это оказывает влияние на получаемые k_р и Т_из. Полученные результаты отразить в отчёте.

3) Изучить функциональную схему прибора Р25.1 по рис. 3. Для успешного освоения материала следует указать, аналогами каких физических параметров являются напряжения, соответствующие горизонтальным и вертикальным осям графиков, изображённых в символах электронных узлов, и каким математическим зависимостям подчиняется ход кривых на этих графиках. В отчёте привести соответствующие ответы.

Экспериментальный этап работы.

Конечной целью этого этапа является построение градуировочных графиков органов управления прибора Р25.1, а именно, шкал «Задание», «Корректор», «Зона нечувстви-тельности» в зависимости от величины сигнала х_п, поступающего от датчика.

На рис. 5 приведены усред­нённые статические характеристики потен­циометров «Задание», «Корректор» и «Зона» регулирующих приборов Р25.1. Примерно такие же характеристики должны получиться в результате проведённых измерений.

Из статических характеристик видно, что при правом (или левом) крайнем поло­жении ручки потенциометра «Корректор» может быть скомпенсирован входной сигнал с эффективным значением до примерно 1000 мВ (100 %), и в любой точке положения ручки «Корректор» потенциометром «Задание» можно дополнительно осуществить компенсацию до 200 мВ ( 20 %).

В лабораторной установке дифференциально-трансформаторный датчик ДТД подключён ко входу «К1». Для получения статических характеристик нужно выполнить следующее.

1) Подготовительные операции.

Подключить милливольтметр к выходным зажимам ДТД.

Подключить к выходу прибора Р25.1 вольтметр постоянного тока.

Ручки «К2», «К3» потенциометров «Чувствительность» и потенциометра «Зона» установить в крайнее левое положение, ручку потенциометра «К1» – в крайнее правое положение.

Ручку «Задание» установить в положение «0 %».

Переключатель рода работ установить в положение «Релейный регулятор», переключатель станции управления ИМ в положение «А» – автоматическое.

2) Включить лабораторную установку.

Загорится один из светодиодов индикации выхода, вал ИМ придёт во вращение. Измерить напряжение на зажимах 7,8 и 8,9 на нагрузочных резисторах 115 Ом. На одной из пар зажимов оно должно укладываться в границы 21…27 В постоянного тока, на другой паре зажимов оно должно быть не более 0,5 В.

3) Снять статические характеристики. Так как в приборе Р25.1 доступа к схеме измерительного моста нет, характеристики нужно снимать компенсационным методом. Для этого нужно выполнить следующее.

Установить на выходе ДТД напряжение 0 В.

Плавно вращая ручку потенциометра «Корректор», отметить два деления шкалы, когда гаснет один светодиод, а потом зажигается другой. Ручку потенциометра «Корректор» установить в среднее между этими делениями положение, в котором не горит ни один светодиод. Это будет исходное положение состояния баланса схемы, от которого ведутся все отсчёты напряжений.

Статическая характеристика потенциометра «Корректор».

Повернуть ручку потенциометра «Корректор» на 20 % от состояния баланса. Загорится один из светодиодов. Изменять напряжение ДТД до тех пор, пока светодиод не погаснет. Измерить напряжение на ДТД. Это будет первая точка статической характеристики.

Аналогично получить остальные точки обеих ветвей статической характеристики через 20 %.

Статическая характеристика потенциометра «Задание».

Вернуть ручку потенциометра «Корректор» в положение состояния баланса, напряжение с ДТД установить равным 0 В, убедиться, что ручка «Задание» стоит в положении «0 %». Проконтролировать, что не горит ни один светодиод, в противном случае подкорректировать положение ручки «Корректор».

Повернуть ручку потенциометра «Задание» на 5 %. Поступая аналогично описанному выше, получить точки статической характеристики потенциометра «Задание» через 5 %.

Статическая характеристика потенциометра «Зона».

Вернуть все органы настройки в исходное состояние баланса.

Установить ручку потенциометра «Зона» в положение «1 %». Изменить напряжение, снимаемое с ДТД, до момента вспыхивания одного из светодиодов. Получена одна точка статической характеристики. Получить остальные точки через 1 %.

Напряжение с ДТД установить равным 0 В. Ручку «Зона» по­вернуть вправо до упора (5 %). Включение светодиодов должно происхо­дить при повороте ручки «Задание» в обе стороны от состояния баланса не более чем на ± 2,5 %.

4) Проверить функционирование уз­лов прибора, определяющих параметры ди­намической настройки регулятора. Для этого надо выполнить ряд подготовительных операций.

Ручки «К1», «К2», «К3» потенциометров «Чувствитель­ность» следует уста­новить в крайнее левое положение, а ручки «Задание» и «Корректор» — в положение состояния баланса.

Переключатель рода работ установить в положение «ПИ-регулятор». Ручку «k_п-63» установить в положение «5 дел.». Ручку «Т_из» – в поло­жение «5 с» при положении переключателя постоянной времени изодрома «1». Ручку потенциометра «Импульс» поставить в положение «0,5 с».

Задатчик повернуть на 2%. При этом один из светодиодов загорится на 5…8 с (замерить се­кундомером), затем погаснет и дальше будет вклю­чается импульсами, также импульсно должен перемещаться ИМ. Отразить на графике последовательность импульсов.

Убедиться, что в таком же опыте при повороте вправо ручки «Импульс» продолжительность импульсов и пауз увеличивается.

Повторить один из опытов при установке переключателя постоянной времени изодрома «Т_из» в положение «10». Отметить, как изменится последовательность импульсов и пауз.