Лабораторная работа 1 (Лабораторная работа 1)

Посмотреть архив целиком

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

«Исследование резистивного датчика положения»

Цель работы: ознакомиться с принципом действия и особенностями эксплуатации резистивного датчика положения.



1. Теоретическая часть

Датчиком положения и перемещения называется устройство, воспринимающее контролируемое положение и (или) перемещение объекта и преобразующее его в выходной сигнал, удоб­ный для дальнейшей обработки, хранения или передачи по каналу связи. Существует два основных метода определения положения и измерения перемещения. В первом случае датчик вырабатывает сигнал, который является функцией положения одной из его частей, связанной с подвижным объектом, а изменение этого сигнала характеризует перемещение объекта. Во втором случае перемещение объекта рассматривается как совокупность элементарных перемещений, причем датчик формирует импульс, соответствующий каждому элементарному перемещению. Таким образом, перемещение объекта определяется суммой импульсов датчика.

Резистивный датчик положения (РДП) относится к преобразователям с абсолютным отсчетом и представляет собой резистивный чув­ствительный элемент, сопротивление которого регулируется по­ложением подвижного контакта. Функция преобразования РДП монотонна и непрерывна, благодаря чему кратковременная потеря информации не приводит к накоплению погрешности. Сопротивление РДП в процессе работы изменяется по закону

где — от­­но­си­тель­ное перемещение подвижного контакта; — номинальное сопро­тив­ление РДП.

Включение РДП в цепь осуществляется по схеме делителя напряжения (со средней точкой или без нее). В этой схеме РДП с сопротивлением под­ключается к источнику ЭДС с собственным со­п­ро­тив­лением R (рис. 3.1, а). В общем случае напряжение Uвых на выходе РДП, по­даваемое на следующий каскад преобразова­теля (например, измерительный усилитель) с вход­ным сопротивлением Rн, равно



В частном случае, при R = 0, имеем Тогда выходной сигнал РДП

где

Запишем отношение


Тогда при отсутствии нагрузки на РДП и поэтому Следовательно, зависимость — линейная.

В схеме делителя напряжения с параметрами относительное перемещение c подвижного контакта резистора изменяется от 0 до 1. Функция преобразования РДП в относительных единицах имеет вид

Таким образом, зависимость при наличии нагрузки нелинейная. Обозначим Тогда

Вводя понятие коэффициента нагрузки получаем (рис. 3.1, б)

Следовательно, функция преобразования нагруженного РДП окончательно имеет вид

Заметим, что эта функция существенно зависит от коэффициента нагрузки и изменяется в процессе перемещения подвижного контакта РДП.

Погрешность нелинейности обу­словлена от­клонением отношения нагруженного датчика от нена­груженного и определяется следующим выражением:

Значение а, следовательно, и чувствительность РДП зави­сят от относительного пере­ме­ще­ния контакта и сопротивления на­грузки. Наибольшее отклоне­ние реаль­ной кривой от идеальной имеет место при c = 2/3:

2. Практическая часть

2.1. Лабораторная установка

Лабораторная установка включает в себя:

  1. РДП со шкалой отсчета и магазином нагрузочных сопротивлений (Рис. 1.2),

  2. блок питания 9В,

  3. вольтметр В7-27А.

Датчик имеет номинальное сопротивления = 1кОм, а также сопротивления нагрузки, соответственно: Rн1 = 51 кОм, Rн2 = 1,2 кОм, Rн3 = 470 Ом

Для линеаризации функции преобразования в плечо РДП включается дополнительный резистор R* - сопротивление линеаризации. Теоретически, при R** = Rн достигается максимальная линеаризация функции преобразования.

2.2. Порядок выполнения лабораторной работы

  1. Включить вольтметр В7- 27А в сеть с напряжением 220В 50 Гц.

  2. Включить источник питания.

  3. Вращать потенциометр до тех пор, пока на индикаторе вольтметра не установятся все нули.

  4. Снять функцию преобразования РДП экспериментальным путем, для трех нагрузок и на холостом ходу, т. е. когда Rн = . Результаты занести в табл. 1.1.

  5. Для Rн2 снять результаты с R* = Rн *, где R* - сопротивление линеаризации.

  6. В одной системе координат построить 5 графиков функций преобразований.

  7. Сделать выводы и ответить на контрольные вопросы.

Таблица.1.1

Таблица записи результатов эксперимента

, 0

U(R)

U(Rн1)

U(Rн2)

U(Rн3)

U(R*, Rн2)

нл (R)

нл(Rн1)

нл (Rн2)

нл(Rн3)

нл* (Rн2)

0











30











60











90











120











150











180











210











240











270











300











330











360











3. Контрольные вопросы

  1. Принцип действия и область применения РДП.

  2. Схема включения РДП.

  3. Требования к выбору параметров РДП и схемы нагрузки.

  4. Достоинства и недостатки РДП.



Случайные файлы

Файл
129597.rtf
177863.rtf
148216.rtf
91039.rtf
73492-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.