Исследование характеристик потенциометрического преобразователя
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине
«Элементы и функциональные устройства судовой автоматики»
для студентов дневной формы обучения по специальности
«Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»
2017
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение. Обзор задач, решаемых электронными функциональными устройствами судовой автоматики. Правила оформления отчетов .............. | 3 |
| Лабораторная работа № 1. Исследование потенциометрических преобразователей ……………………………………………………………... | 5 |
| Лабораторная работа № 2. Исследование фазосдвигающих устройств | 7 |
| Лабораторная работа № 3. Исследование максимального селектора | 9 |
| Лабораторная работа № 4. Исследование устройств контроля фаз....... | 11 |
| Лабораторная работа № 5. Исследование устройств защиты от перегрузок по току ……..................................................................................... | 13 |
| Лабораторная работа № 6. Исследование устройств для измерения активной мощности в цепях переменного тока …………………………….. | 17 |
Введение. Обзор задач, решаемых электронными функциональными устройствами судовой автоматики. Правила оформления отчетов.
Лабораторные работы по дисциплине «Элементы и функциональные устройства судовой автоматики» предусматривают исследование электронных функциональных устройств.
Типичные задачи, решаемые электронными функциональными устройствами:
|
|
|
1. Приведение измерительного сигнала к унифицированному диапазону. Выходным сигналом первичного измерительного преобразователя может быть перемещение, сопротивление, емкость, частота синусоидального или импульсного сигнала. Для дальнейшего использования этот сигнал чаще всего преобразовывается в напряжение или ток стандартного диапазона.
2. Выделение одного из нескольких сигналов по какому-либо признаку. Например, для контроля перегрузки генератора необходимо сформировать сигнал постоянного тока, пропорциональный амплитуде большего из трех синусоидальных сигналов тока трехфазной системы. Аналогичная задача возникает при контроле повышенного напряжения судовой сети. В устройствах контроля перегрузки параллельно работающих дизелей требуется выделение большего из нескольких входных сигналов постоянного тока. Подобные функциональные устройства называются максимальными селекторами.
3. Контроль диапазона изменения сигнала с целью обнаружения предаварийных или аварийных ситуаций. Типичным случаем является защита от перегрузок. При этом наряду с обнаружением факта перегрузки требуется сформировать гиперболическую времятоковую характеристику: зависимость времени срабатывания защиты от кратности перегрузки.
|
|
|
4. Контроль нарушения фазировки. Устройство должно обнаруживать такие виды нарушения фазировки, как обрыв фазы, нарушение порядка чередования фаз, несимметрия фаз.
5. Обработка сигнала с целью вычисления величины, не поддающейся прямому измерению (например, активный ток или активная мощность). В судовой автоматике подобные операции выполняются для контроля загрузки дизелей генераторных агрегатов, для выравнивания нагрузок при параллельной работе генераторов, для защиты генератора от обратной мощности.
Лабораторные работы выполняются в виртуальной среде программы Multisim. По результатам работы представляется отчет, который содержит следующие элементы:
1. Титульный лист с указанием дисциплины, названия работы, группы, фамилии исполнителя.
2. Постановка задачи.
3. Условия согласно таблице вариантов.
4. Расчетная часть, в которой приводятся постановка задачи расчета, подробно ход вывода соотношений, числовые результаты.
5. Скриншот модели.
6. Экспериментальные результаты в табличном и графическом виде.
7. Выводы по работе.
Отчет должен представлять собой связный текст, содержащий пояснения ко всем этапам работы. Страницы должны быть пронумерованы.
|
|
|
Расчетные формулы приводятся вначале в общем виде, затем с подставленными числовыми данными, затем результат вычислений. Все символы, входящие в формулу, должны быть расшифрованы, за исключением общеупотребительных констант.
Рисунки должны быть пронумерованы, иметь подрисуночные надписи, и на них должны быть ссылки в тексте.
Таблицы должны быть пронумерованы и иметь название.
На графиках по оси абсцисс откладывают аргумент (независимую физическую величину), а по оси ординат – функцию (зависимую физическую величину). Около осей координат необходимо указывать обозначение величин и единицы измерения.
Лабораторная работа № 1
Исследование характеристик потенциометрического преобразователя
Сведения об объекте исследования
 |
Потенциометрические преобразователи служат для преобразования углового или линейного перемещений в электрический сигнал. Наибольшее применение нашли проволочные потенциометрические преобразователи с непрерывной намоткой. Простейший преобразователь (рис. 1.1, а) имеет каркас 1, на который в один слой наматывается изолированный провод 5. По очищенной от изоляции контактной дорожке обмотки перемещается движок 4, соединенный щеткой 3 с токосъемным кольцом 2.
|
|
|
Схема включения простейшего преобразователя показана на рис. 3, б. Входной величиной преобразователя является угловое перемещение движка относительно начала обмотки потенциометра. Выходное напряжение в режиме холостого хода (Rн = ∞)
Uвых = URx/R,
где U – напряжение питания преобразователя; R – полное сопротивление преобразователя; Rх – сопротивление, соответствующее перемещению х движка.
При равномерной намотке Rх пропорционально перемещению: Rх = Rx/l (l – длина обмотки). Тогда Uвых = Ux/l.
При включении нагрузки статическая характеристика преобразователя изменяется, вследствие чего возникает погрешность преобразования. Чтобы этого избежать, выбирают Rн = (10–100) R.
Задание на выполнение лабораторной работы:
1. Вывести зависимость выходного напряжения от перемещения x и от сопротивления нагрузки Rн. Для того чтобы полученное выражение имело общий характер и не зависело от конкретных параметров преобразователя, необходимо выразить зависимость в относительных единицах. Для этого следует принять обозначения: 
Таким образом, необходимо получить зависимость 
2. Создать модель преобразователя с сопротивлением R и нагрузкой Rн в соответствии с таблицей вариантов.
3. Экспериментально снять характеристику Uвых(х*) при трех значениях Rн: ∞, Rн1, Rн2 .
4. Используя зависимость, полученную в п. 1, рассчитать характеристику Uвых(х*) при Rн = ∞ и Rн = Rн2.Сравнить результаты расчета и эксперимента.
5. Рассчитать и построить зависимости абсолютной, приведенной и относительной погрешности от х* при заданных значениях Rн.
Варианты задания:
|
|
Лабораторная работа № 2
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1174; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!