2. Вибір варіантів

При виконанні експериметів 1.1-1.4, для всіх варіантів прийняти напругу Е=12В. Для експериментів 1.1 значення опорів [кОм], 1.2 – значення опорів [кОм], 1.3 – значення опорів [кОм], 1.4 – значення опорів [кОм] взяти за порядковим номером журналу.

Зміст звіту:

1. Вказати мету роботи.

2. Навести схеми підключення потенціометричних датчиків за однотактною та двотактною (на двох потенціометрах) схемам.

3. Заповнити таблиці 1 і 2.

4. Побудувати статичні характеристики датчику за експериментальними даними (таблиці 1, 2).

5. Розрахувати напруги на навантаженні для експерименту 1.3 і 1.4 (12, 13), та порівняти з реальними показаннями вольтметрів. Результати записати у звіт.

6. Сформулювати висновки по лабораторній роботі.

Питання для самоперевірки:

1. Назвіть типи резестивних перетворювачів і галузі їх застосування?

2. Які можливі особливості галузі застосовуання потенціометричних датчиків та їх схем?

3. Від чого залежить похибка потенціометричного перетворювача?

4. Чим пояснити відхилення експериментальних статичних характеристик від лінійної залежності?

5. У якому випадку можна користуватися для розрахунків статичної характеристики перетворювача формулою (1).

Лабораторна робота №3

Тема: Дослідження цифрового датчику кута

Мета роботи:

1. Ознайомитись з принципом дії найпростішого датчику кута.

2. Побудувати діаграму формування вихідного сигналу.

3. Розрахувати інтервал дискретності цифрового датчику кута і похибку, що викликана цією дискретністю.

Загальні відомості

Найпростіший цифровий датчик кута – контактний з кодовим диском (рис.1). Диск жорстко з’єднаний з валом, кут повороту якого перетворюється у цифровий код. Кодовий рисунок диску складається з концентричних кілець (доріжок), кожне з яких має провідні та непровідні ділянки, які між собою чергуються. Кільце з найменшим радіусом, що має дві ділянки, відноситься до старшого розряду вихідного числа, а кільце з найбільшим радіусом – до молодшого розряду. У кожному наступному від центру кільці кількість ділянок подвоюється, що відповідає у двійковому коді переходу від одного розряду до іншого. До струмопровідних ділянок (заштрихованим на рис.1) підводиться напруга через зовнішнє кільце (на рис.1 не зображено).

Зчитування здійснюється за допомогою струмознімальних щіток CH1, CH2`, CH2``, CH3` і CH3``. Положення щітки на провідній ділянці відповідає 1, на непровідній – 0. На границі зміни ділянок через кінцеву ширину щіток і їх неточну установку, по одній прямій виникає неоднозначність зчитування, що приводить до хибного значення вихідної величини датчику. Для усунення вказаної неоднозначності використовують для кожного розряду, крім молодшого, дві щітки, симетрично роздвинуті відносно прямої зчитування. Вибір щіток для зчитування здійснює логічна схема в залежності від цифри попереднього, більш молодшого розряду. Зчитування здійснюється за таким алгоритмом:

. (1)

Рис.1 – Трьохрозрядний кодовий диск

Схема, що реалізує алгоритм (1) наведена на рис.2 (засобами EWB 5.12).

Рис.2 – Модель схеми зчитування сигналів з кодового диску (рис.1)

Будь-якому куту повороту кодового диску у межах однозначно відповідає певна комбінація одиниць та нулів у вихідних каналах датчику, тобто конкретний числовий еквівалент кута (рис.3,а). При повороті трьохдорожкового кодового диску на вихідна величина змінюється від 000 до 111 (на виходах а0, а1, а2, рис.2). У межах інтервалу дискретності датчик не реагує на зміну вхідної величини, і характеристика керування набуває ступінчастий вигляд (рис.3,б).

Рис.3 – Діаграма вихідних сигналів (а) і характеристика керування (б) цифрового датчику кута з трьохрозрядним кодовим диском

Похибка, яка викликана дискретністю тим менше чим більше розрядів n в датчику.

Порядок виконання роботи

1. Зібрати схему зчитування сигналів з кодового диску (рис.2). За своїм варіантом (додаток А) – (порядковий номер за журналом), згідно з заданою схемою обертання кодового диску (1, 2, 3 і 4 положення відповідно), отримати вихідні сигнали а0, а1 і а2. Дані звести до таблиці 1.

Таблиця 1 – Результати зчитування сигналів з кодового диску

Положення диску	Вхідні сигнали					Вихідні сигнали
	CH1	CH2`	CH2``	CH3`	CH3``	а0	а1	а2
1
2
3
4

2. Побудувати діаграму вихідних сигналів. У якості прикладу використати діаграму на рис.3,а. Визначити початковий стан диску, за отриманим кодом, та кут його повороту для трьох положень відповідно. Дані занести до звіту.

3. Визначити інтервал дискретності датчику і похибку, що викликана цією дискретністю. Результати розрахунків занести до звіту.

Зміст звіту:

1. Вказати мету роботи.

2. Вихідні дані (4 положення кодового диску). Описати принцип дії цифрового датчику кута.

3. Навести схему зчитування сигналів з кодового диску.

4. Навести заповнену, згідно зі своїм варіантом, таблицю 1. Побудувати діаграму вихідних сигналів. За отриманими даними визначити початкове положення кодового диску та відповідно його кут повороту у трьох положеннях.

5. Розрахувати інтервал дискретності цифрового датчику кута і похибку, що викликана цією дискретністю.

Питання для самоперевірки:

1. За допомогою чого здійснюється зчитування кодового сигналу з диску цифрового датчику кута?

2. Як пов’язана похибка, викликана дискретністю, з кількістю разрядів цифрового датчику кута?

3. Чому найбільше кільце датчику кута має одну щітку, а найменше – дві. Поясніть?

4. За допомогою чого можна підвищити точність цифрового датчику кута, наведеного на рис.1?

5. Які параметри відображені на характеристиці керування цифрового датчику кута?

ДОДАТОК А. ВИХІДНІ ДАНІ

Варіант №1:

Варіант №2:

Варіант №3:

Варіант №4:

Варіант №5:

Варіант №6:

Варіант №7:

Варіант №8:

Варіант №9:

Варіант №10:

Варіант №11:

Варіант №12: