5.2 Порядок виконання роботи

1. Вивчити принцип дії АЦП.

2. Вивчити основні правила користування пакету МС.

3. У відповідність з схемою рис. 5.2 набрати на комп'ютері модель АЦП з чотирирозрядним лічильником з вказаними параметрами.

Рис. 5.2 - модель АЦП з чотирирозрядним лічильником

4. Провести запуск програми і спостерігати процеси, що відбуваються на окремих елементах схеми (виходи тригерів, ЦАП, компаратора і ін.). Одержані тимчасові діаграми запам'ятати в “WORD” і прикласти до звіту.

5. У відповідність з схемою рис. 5.3 набрати на комп'ютері модель АЦП з восьмирозрядним лічильником зі вказаними параметрами.

Рис. 5.3 - модель АЦП з восьмирозрядним лічильником

6. П ровести запуск програми і спостерігати процеси на елементах схеми (аналогічно п.4). Приклади звіту наведені на рис.5.4(а,б).

Рис. 5.4(а) - Процес перетворення з чотирирозрядним лічильником

Рис. 5.4(б) - Процес перетворення з восьмирозрядним лічильником

7. Оцінити відмінність в процесах перетворення при 4-х і 8-ми розрядних лічильниках.

8. Провести розрахунок допустимої точності використовуваних розрядних резисторів 8-ми розрядного лічильника при заданій похибки вихідної напруги. При цьому вважати, що точність перетворення визначається тільки похибкою опору розрядних резисторів і коефіцієнт кореляції рівний 0. Розрахунок провести, використовуючи методику обробки результатів непрямих вимірювань. Це пов'язано з тим, що похибка вихідної напруги визначається виразом (5.2).

Uвых.оп ± σ _вых= -Uвх* (5.2);

– задане середньоквадратичне відхилення АЦП σ _вых =0.01

– середньоквадратичне відхилення σ _R резисторів Roc і R₁ прийняти однаковими

– n=8.

– математичне очікування значення опору резисторів Roc = 0,5kOм , R1 = 1кОм.

Приклад розрахунку:

Приймемо, що 8-розрядний код АЦП має значення: "11111111". В такому разі множник має значення =2.

Для розрахунку дисперсії оцінки результату непрямих вимірювань використовуємо формулу

(при r _ij =0) :

,

де - часткові похибки непрямого вимірювання.

В нашому випадку :

,

звідки знаходимо :

5.3 Контрольні питання

1. Принцип дії АЦП, його застосування і значення в сучасній вимірювальній техніці.

2. Привести приклади застосування АЦП.

3. Пояснити характер зміни напруг на окремих елементах АЦП.

4. Основні джерела похибок в АЦП і причини їх появи.

Лабораторна робота № 6

Тема: Вивчення принципу дії і визначення метрологічних характеристик перетворювача "кут повороту - напруга". Вивчення принципу дії дистанційної передачі кута повороту на основі сельсинів.

Мета роботи: Навчитися визначати метрологічні характеристики перетворювача "кут повороту - напруга".

6.1 Короткі теоретичні відомості

Сельсином називається електрична мікромашина, на роторі якої розташована трифазна обмотка. На статорі розташовується однофазна обмотка, що створює в розточці статора нерухомий в просторі змінний магнітний потік (рис. 6.1).

Рис. 6.1 - Схема електричної мікромашини - сельсину

При нерухомому роторі в його обмотках наводиться э.р.с., величина, якій залежить від кутового положення обмоток ротора щодо магнітного потоку статора. При обертанні ротора напруга на його обмотках змінюється відповідно до формули:

(1)

де φ- кут повороту ротора відносно встановленого умовного "О".

Вказані перетворювачі внаслідок високої надійності і стійкості до несприятливих дій навколишнього середовища (пил, пари масла, температура і ін.) і радіації знаходять широке застосування в промисловості при важких умовах експлуатації (металургійне виробництво, будівельна індустрія), у військовій техніці, суднобудуванні. Як правило, сельсини в такому режимі використовуються як датчики положення валу робочого механізму в системах автоматизованого електроприводу. Як приклад можна навести електроприводи з регуляторами положення валу (електроприводи натискувальних гвинтів прокатних станів, електроприводи наведення в артилерійських системах, системах радіолокаційного стеження, системах позиціонування металообробних верстатів, роботів) або як безконтактних задатчиков регульованої величини, наприклад, швидкості. Систематичні похибки перетворення визначаються наступними чинниками:

1. Впливом неточності виготовлення механічних частин датчика;

2. Нерівномірністю повітряного зазору між ротором і статором, як в статиці, так і при обертанні ротора;

3. Асиметрією просторового розташування обмоток ротора і статора;

4. Нелінійністю кривої намагнічення сталі осердя;

5. Точністю початкової установки датчика щодо валу механізму;

6. Точністю з'єднання валу механізму і валу датчика.

Окрім використання сельсинів як датчиків , сельсини також застосовуються для дистанційної передачі кута повороту від сельсина- датчика до сельсину – приймачу. Схема такої передачі приведена на рис. 6.2.

Рис. 6.2 - Схема сельсинної дистанційної передачі