Лабораторная установка

Электрическая схема лабораторной установки приведена на рис. 2.4. Основой ее является дифференциальный индуктивный датчик BS1, состоящий из двух катушек с сердечниками из магнитомягкой электротехнической стали, в зазор между сердечниками помещен якорь из такой же стали. Якорь подпружинен к микрометру МК и может перемещаться в пределах примерно от -2 до 2 мм от среднего положения с помощью того же микрометра. Им же можно и измерять перемещение якоря.

Катушки датчика подключены к дифференциальной измерительной схеме, источником питания служит трансформатор Т1 с выходными напряжениями по 36 В. В измерительной цепи находится микроамперметр Р1 с нулем по середине шкалы.

В системе датчик – измерительная схема предусмотрены два режима работы: на переменном и на постоянном токе. Установка режимов работы производится с помощью четырехполюсного переключателя SA1 на три положения. В первом положении – режим переменного тока. В этом режиме блокируются выпрямительные диоды VD1 и VD2, а микроамперметр включается в измерительную цепь через мостовой выпрямитель VD3. В третьем положении переключателя – режим постоянного тока. В этом режиме микроамперметр включается непосредственно в измерительную цепь, а в цепи катушек подключаются выпрямительные диоды VD1 и VD2. Второе положение переключателя SA1 – нейтральное.

Порядок выполнения работы

1. Определить цену деления микрометра из расчета: один оборот нониуса микрометра соответствует перемещению якоря на 0,5 мм.

Р

μА

ВS1

MK

ис. 2.4. Электрическая схема лабораторной установки

2. Подключить установку к электрической сети и установить режим переменного тока.

3. Перемещая якорь датчика с помощью микрометра, добиться, чтобы стрелка микроамперметра была как можно ближе к нулевой отметке. Запомнить или записать положение нониуса микрометра и принять это положение за условный нуль.

4. Поворачивая ручку микрометра по часовой стрелке (положительное перемещение) с дискретностью в 0,1 мм, снять зависимость тока микроамперметра от величины перемещению якоря.

Примечание. Измерения производить, пока стрелка микроамперметра не дойдет до крайнего положения или же, не доходя до крайнего положения, стрелка микроамперметра перестанет реагировать на перемещения якоря датчика.

5. Вернуть положение микрометра в прежнее запомненное ранее положение.

6. Поворачивая ручку микрометра против часовой стрелке (отрицательное перемещение) с дискретностью в 0,1 мм, снять зависимость тока микроамперметра от величины перемещению якоря.

7. Установить режим постоянного тока.

8. Перемещая якорь датчика с помощью микрометра, добиться нулевого показания микроамперметра. Запомнить или записать положение нониуса микрометра и принять это положение за условный нуль.

9. Поворачивая ручку микрометра по часовой стрелке (положительное перемещение) с дискретностью в 0,1 мм, снять зависимость тока микроамперметра от величины перемещению якоря.

10. Вернуть положение микрометра в прежнее запомненное ранее положение.

11. Поворачивая ручку микрометра против часовой стрелке (отрицательное перемещение) с дискретностью в 0,1 мм, снять зависимость тока микроамперметра от величины перемещению якоря.

12. По полученным данным построить графики зависимости тока от перемещения для режима переменного тока и режима постоянного тока.

Примечание. Рекомендуется выбрать масштаб по оси абсцисс 1 см – 0,4 мм перемещения якоря датчика.

13. Найти чувствительность датчика по каждой ветви графика как для режима переменного, так и для режима постоянного тока. Расчет чувствительности производить по формуле .

Примечание. Рекомендуется определять чувствительность в режиме переменного тока в пределах перемещения от 0,5 до 1,5 мм и от -0,5 до -1,5 мм, а в режиме переменного тока в пределах от 0 до 1 мм и от 0 до -1 мм.

14. Оценить достоинства и недостатки схем, работающих в режиме переменного и в режиме постоянного тока.

Контрольные вопросы

1. Назначение индуктивных датчиков.

2. Принцип работы индуктивных датчиков.

3. Диапазоны измерений перемещения различными типами индуктивных датчиков.

4. Характеристики различных типов индуктивных датчиков.

5. Как зависит характеристика индуктивного датчика от колебаний питающего напряжения.

6. Положительные и отрицательные качества индуктивных датчиков.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ДАТЧИКОВ

УГЛА РАССОГЛАСОВАНИЯ

Цель работы: экспериментальные исследования датчиков угла рассогласования на основе сельсинных устройств.

Основные сведения

В качестве датчика угла рассогласования часто используются сельсинные устройства. С их помощью можно на расстоянии измерять угловые и значительные линейные перемещения, число оборотов, а также передавать само угловое перемещение на физическом уровне. Сельсинные системы состоят, как правило, из двух одинаковых сельсинов, один из которых выполняет роль сельсина-датчика, а другой – роль сельсина-приемника.

Конструктивно сельсин представляет из себя электрическую машину переменного тока с одной первичной обмоткой и тремя вторичными обмотками, магнитные оси которых сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Вторичные обмотки соединены по схеме звезды. При этом, если первичная обмотка располагается в пазах ротора, то вторичные обмотки – в пазах статора. Но в некоторых типах первичная обмотка может быть расположена в пазах статора, а вторичные обмотки – в пазах ротора. Концы обмоток ротора выведены на клеммную колодку с помощью контактных колец. Первичная обмотка часто называется обмоткой возбуждения, а вторичные – индикаторной. Статор и ротор сельсинов выполняются из листовой электротехнической стали.

В зависимости от схемы соединения обмоток сельсинов различают индикаторный и трансформаторный режимы работы сельсинной передачи. Индикаторный режим позволяет передавать на расстоянии угол поворота вала одного сельсина валу другого. Трансформаторный режим позволяет измерять, передавать на расстояние и преобразовывать в величину напряжения угловое перемещения вала сельсина-датчика.