Часть I. Исследование индуктивного датчика давления Порядок выполнения работы

1. Исследование изменения полного сопротивления индуктивного датчика и его составляющих в диапазоне измеряемых давлений.

1.1. Собрать схему в соответствии с рис. 2.1.

1.2. Установить на генераторе сигналов выходное напряжение 6 В частотой 400 Гц.

1.3. Установить цифровой прибор в положение измерения переменного напряжения со шкалой 20 В.

1.4. Подать напряжение питания U_п от генератора на точки А и В собранной схемы и выполнить измерение напряжений U₁', U₂' и U₃' в диапазоне изменения давления от 0 до 4×10⁵ Па через 0,5×10⁵ Па. Давление изменять поворотом винта сильфонной камеры по часовой стрелке.

1.5. Подать напряжение питания U_п от генератора на точки В и С и выполнить измерение напряжений U₁”,U₂’’,U₃’’ в том же диапазоне изменения давления.

Данные, полученные в п.п. 1.4, 1.5, занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

P, Па	0	0,5×105	1,0×105	1,5×105	2,0×105	2,5×105	3,0×105	3,5×105	4,0×105
U1’,В
U2’,В
U3’,В
U1’’,В
U2’’,В
U3’’,В

1.6. По данным табл. 2.1 выполнить расчет полного сопротивления обмоток датчика и его составляющих, используя выражения (2.6) - (2.12). Величины постоянных сопротивлений следующие: R₁ = 74,8 Ом; R₂ = 76,5 Ом; R_w1 = 80,6 Ом; R_w2= 81,0 Ом. Результаты расчета занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Р, Па	0	1×105	.....	4×105	Р, Па	0	1×105	......	4×105
Xм’,Ом					Xм’’,Ом
RD’, Ом					RD’’, Ом
Zw’, Ом					Zw’’, Ом
ZL’, Ом					ZL’’, Ом
L’, Гн					L’’, Гн
Zм,1/Гн					Zм,1/Гн
D1,мм					D2,мм

1.7. Используя данные табл. 2.2 построить характеристики по заданию преподавателя.

2. Исследовать зависимость выходного напряжения мостовой дифференциальной схемы включения индуктивного датчика при различных значениях давления на его входе.

2.1. Собрать схему в соответствии с рис. 2.5.

Рис. 2.5. мостовая дифференциальная схема включения индуктивного датчика

2.2. Подать на схему питающее напряжение от генератора сигналов.

2.3. Включить вольтметр на измерение постоянного напряжения со шкалой 20 В.

2.4. Ручкой потенциометра R₃ выставить на вольтметре начальные показания 0,5 В при нулевом значении давления на входе датчика.

2.5. Снять амплитудно-частотные характеристики индуктивного датчика давления при амплитуде питающего напряжения 6 В в диапазоне частот от 250 Гц до 700 Гц, изменяя входное давление через 0,5×10⁵ Па. Значения частоты задавать следующие: 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700 Гц. Амплитуда питающего напряжения при всех значениях частот должна быть неизменной. Полученные данные занести в таблицу 2.3

Таблица 2.3

Р, Па f, Гц	0	0,5×105	1,0×105	…	4,0×105
f=250, Гц
f=300, Гц
…
f=700, Гц

2.6. Построить амплитудно-частотные характеристики при одних и тех же значениях входного давления и определить на их основе значение частоты питающего напряжения, наиболее подходящее для данного датчика. Определить, используя выражение (2.13), границы колебаний частоты питающего напряжения, в которых погрешность выходного напряжения не превысит 0,5% в рабочем диапазоне 1...3×10⁵ Па входного давления.

3. Исследовать зависимость выходного напряжения мостовой схемы с однополупериодным выпрямлением питающего напряжения при различных значениях давления на входе индуктивного датчика.

3.1 Собрать мостовую схему в соответствии с рис. 2.6.

Рис. 2.6. Мостовая схема с однополупериодным выпрямлением питающего напряжения

3.2. Установить цифровой прибор в режим измерения постоянного напряжения, диапазон 2 В.

3.3. Установить напряжение питания равным 6 В, 400 Гц.

3.3 Резистором R₄ установить на цифровом приборе 0,25 В при нулевом давлении на входе датчика.

3.4 Снять характеристики U_в=f(P) при номинальном напряжении питания и частоте (6 В, 400 Гц), а также при отклонении амплитуды питающего напряжения на ± 2% и частоты на ±10%. Определить погрешности измерения выходного напряжения от изменения амплитуды и частоты питающего напряжения по формулам (2.13) и (2.14).

Полученные данные занести в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Р, Па	0	0,5×105	1,0×105	...	4,0×105
Uв, В при Uп=6В, f=400Гц
Uв, В при Uп=6В, f=440Гц
Uв, В при Uп=6,1В, f=400Гц

рассчитать

df,%
du,%

3.5. Построить характеристики U_в =f(Р) при U_п=6 В, f=400 Гц, dU=f(P) и df=f(P).

3.6. Выключить источник питания и все электроизмерительные приборы. Разобрать схему. Проводники собрать и уложить в первоначальное состояние. Известить преподавателя о выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Схемы включения датчика.

2. Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

3. Характеристики: X^’_м=f(Р); X^’’_м=f(Р); R^’_D=f(Р); R^’’_D=f(Р); Z^’_w=f(Р); Z^’’_w=f(Р).

4. Амплитудно-частотные характеристики.

5. Характеристики U_в=f(Р) для обеих исследуемых схем включения.