Запитання для самоперевірки

1. Які два обов'язкових функціональних вузли має цифровий прилад?

2. Який принцип дії цифрового вимірювального приладу?

3. Як працює аналогово-цифровий перетворювач двотактного інтегрування?

4. Яке призначення компаратора АЦП?

5. В чому перевага АЦП подвійного інтегрування?

6. Яку частоту має тактовий генератор?

7. Як визначають частоту тактових імпульсів?

8. Для чого в цифровому вольтметрі подвійного інтегрування використовується джерело зразкової напруги?

9. З яких міркувань вибирається інтервал першого такту інтегрування?

10. Чому цифровий вольтметр подвійного інтегрування має більший захист від перешкод?

32

РОБОТА 6

ВИМІРЮВАННЯ ЛИНІЙНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ ІНДУКТИВНИМ

ПЕРЕТВОРЮВАЧЕМ

Мета роботи

1.Вивчити конструкції індуктивних перетворювачів.

2.Вивчити схеми виконання індуктивних перетворювачів і способи збільшення їх чутливості. 3.Побудувати градуювальні залежності індуктивного перетворювача для різних способів його вмикання.

Основні теоретичні положення

Дистанційне вимірювання лінійних переміщень різних об'єктів можливо здійснити безконтактним способом за допомогою індуктивних перетворювачів.

Дія останніх основана на зміні їх індуктивності при зміні взаєморозташування котушки й окремих ділянок магнітопроводу. Використовують індуктивні перетворювачі , як з розімкненою, так і з замкненою магнітною системою.

Конструкції таких перетворювачів відрізняються простотою і надійністю в

13

Результати спостережень звести в таблицю:

№	Напруга U, В	Активна потужність P, bt	Коефіцієнт потужності, cosφ	Струм І, А	Ємкість конденсаторів C , мкф	Тривалість періоду T , mm	Зсув фаз А. мм	Конден- саторна батарея
1								Вимкнена
2								Ввімкнена

Опрацювування результатів досліду

1. Розрахувати кут зсуву фаз  за трьома методами. Результати розрахунків звести в таблицю:

Номер досліду	Кут зсуву фаз за методами:
	фазометра φ1	ватметра, вольтметра і амперметра φ2 амперметра ,	осцилографа, φ3
1
2

Рис 1. Конструкція індуктивного перетворювача: а) з розімкненим магнітопроводом; б) замкненим магнітопроводом; 1-котушка; 2-рухома частина магнітопроводу.

2. Знайти середнє значення кута зсуву фаз:

2. Знайти середнє значення куту зсуву фаз:

3. Розрахувати похибку визначення кута зсуву фаз.

4. Скласти висновок за результатами виконаної роботи.

Запитання для самоперевірки

1 .Від чого залежить зсув фаз між напругою і струмом?

2.Якими методами можна виміряти зсув фаз?

З.Як за допомогою осцилографа можна виміряти зсув фаз?

4.Для чого використовують двоканальний електронний комутатор?

Z_к

ТV1

12

комутатором KE. На входи і подають відповідно напруги U(t), і U₀ = R₀ i(t) а його вихід з'єднують з вертикальним входом Y осцилографа. Це дозволяє спостерігати на екрані осцилографа PS1 сумісні осцилограми напруги U і струму І кола.

Проведення досліду

1.Ознайомитися з приладами, апаратами і обладнанням експериментальної установки, записати їх технічні характеристики в протокол випробування.

2.Cкласти дослідну установку за принциповою електричною схемою і поставити ручку регулюючого автотрансформатора TV1 в нульове положення.

3.Після перевірки керівником правильності з’єднань включити двополюсний автоматичний вимикач QF1 і вимикач мережі осцилографа.

4.Установити автотрансформатором TV1 задану напругу на вході електричного кола. При вимкненій конденсаторній батареї записати в таблицю показання усіх приладів, а також виміряти на екрані осцилографа довжину періоду зсуву фаз. Аналогічний дослід провести при ввімкненій конденсаторній батареї.

Рис 1. Схема установки для вимірювання зсуву фаз між напругою і струмом в однофазному колі синусоїдального струму.

33

експлуатації і відносно великою потужністю сигналу (1...5ВА), що дозволяє застосовувати їх без підсилювачів, приєднуючи безпосередньо до вимірювального приладу , проградуйованого у величинах лінійного переміщення.

Індуктивні перетворювачі діють тільки в колах змінного струму постійної частоти. Індуктивний перетворювач з розімкнутим магнітопроводом (рис. 1 a) використовується для вимірювання великих переміщень , а з замкненим (рис. 1 б) - малих переміщень.

Переміщення рухомої частини магнітопровода призводить до зміни індуктивності котушки перетворювача (рис. 2). При незмінній напрузі U і частоті струму f за рахунок зміни індуктивності котушки L_k змінюється струм в ній:

Рис 2. Графіки залежності

індуктивності перетворювача

від величини переміщення

рухомої частини для

магнітопроводів:

1-розімкненого; 2-замкненого

,

де R_k - активний опір котушки

Від діапазону зміни струму І залежить чутливість перетворювача

Δδ - діапазон зміни лінійних переміщень рухомої частини магніто проводу.

Чутливість перетворювача можна змінити послідовним вмиканням в коло

34

котушки допоміжного резистора R , оскільки це призведе до зменшення струму.

Послідовне вмикання в коло котушки конденсатора C, який забезпечує резонанс напруг при визначеній індуктивності котушки, дозволяє збільшити чутливість перетворювача (Рис 3.)

Рис З.Графіки залежності струму перетворювача: 1-без допоміжного резистора; 2-з допоміжним резистором; З-з конденсатором

Опис експериментальної установки

Експериментальне дослідження індуктивного перетворювача здійснюється на установці (рис. 4), яка містить індуктивний перетворювач Z_k, резистор R, конденсатор C та міліамперметр PA1 і вимикачі SA1 , SA2.

Живлення перетворювача здійснюється від кола змінного струму частотою f=50 Гц через двополюсний автоматичний вимикач QF1 і регулюючий автотрансформатор TV1. Контроль напруги живлення здійснюється вольтметром PV1.

Проведення досліду

1 .Ознайомитись з приладами , апаратами і обладнанням експериментальної установки , записати їх технічні характеристики в протокол випробування.

2.Скласти установку у відповідності з електричною схемою. Вивести ручку регулюючого автотрансформатора TV1 в нульове положення.

3,Після перевірки керівником правильності з’єднань, ввімкнути двополюсний автоматичний вимикач QF1 і встановити задану напругу

11

Із останнього виразу випливає, що кут відхилення стрілки  пропорційний cosφ . Це дає можливість визначити коефіцієнт потужності , а також і кут зсуву фаз по фазометру.

Стрілка фазометра не має протидіючих пружин, тому може знаходитись на будь-якій позначці шкали, яка має межі вимірювання 0,5 - 1,0 - 0,5. Відхилення стрілки вправо від 1.0 говорить про індуктивне навантаження, а вліво - ємкісне навантаження.

Зсув фаз можна визначити за показаннями ватметра P, вольтметра U і амперметра І, використовуючи формулу

Виміряти зсув фаз між миттєвою напругою u та струмом i можна за допомогою однопроменевого осцилографа з двоканальним електронним комутатором, який дає можливість спостерігати сумісні осцилограми напруги і струму для візуального вимірювання зсуву фаз  (Рис.4) за формулою

,

де T - тривалість періоду коливань,мм;

А- зсув фаз, мм.

Рис 4.Осцилограми напруги і струму.