МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Державні освітні установи ВИЩОЇ ОСВІТИ
Волгоградського державного ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра: "Автоматизація виробничих процесів"
Контрольна робота
з дисципліни "ТЕХНІЧНІ ВИМІРЮВАННЯ І ПРИЛАДИ"
Волгоград 2011р.
Зміст
. Конструкція реостатного вимірювального перетворювача і принцип його роботи
. Схеми включення реостатного перетворювача в вимірювальну ланцюг і позитивна дія цих схем
. Структурна схема перетворення аналогового сигналу з вимірювального перетворювача в цифрову форму
. Принцип роботи паралельного АЦП, що перетворює вихідний сигнал з перетворювача в цифрову форму
Список використаної літератури
1. Конструкція реостатного вимірювального перетворювача і принцип його роботи
потенциометрическом (реостатно) ВИМІРЮВАЛЬНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ
Такі вимірювальні перетворювачі широко використовуються в різних вимірювальних системах і системах автоматики і служать для перетворення лінійних або кутових переміщень (вхідний сигнал) в електричну напругу (вихідний сигнал). Потенціометричні вимірювальні перетворювачі являють собою дріт, намотану виток до витка на каркас і рухливий повзунок (рис. 1). br/>В
Рис. 1. Реостатний вимірювальний перетворювач
Повний опір реостатного вимірювального перетворювача:
, (1)
де R0 - опір одного витка перетворювача; - питомий опір матеріалу дроту; - довжина одного витка; - площа поперечного перерізу витка; w - кількість витків.
Підставляючи в (1)
;;,
,
де: t - крок одного витка, d - діаметр дроту, D - діаметр каркаса.
Потенціометричні вимірювальні перетворювачі мають дискретність перетворення за рахунок мінімально можливої вЂ‹вЂ‹зміни опору на довжину одного витка (рис. 2), яка визначається кроком t. Отже, такі перетворювачі мають межвиткового похибка. br/>
.
Крім того, похибки перетворювача можливі від неоднорідності по довжині, непостійності діаметра каркаса, впливу температури. Чим вище питомий опір? дроту, тим вище чутливість перетворювача. Тому в якості матеріалу дроту в потенциометрическом вимірювальному перетворювачі використовується ніхром, манганин, константан, вольфрам, платина і сплави на основі срібла і нікелю. Як каркас використовується кераміка, фарфор та інші термостійкі ізолятори. br/>В
Рис. 2. Передавальні характеристики потенціометричного вимірювального перетворювача: 1 - ідеальна, 2 - реальна
В
Рис. 3. Схема послідовного включення реостатного вимірювального перетворювача
В
Рис. 4. Функція перетворення потенціометричного перетворювача при його послідовному включенні з навантаженням
. Схеми включення реостатного перетворювача в вимірювальну ланцюг і позитивна дія цих схем
При послідовному включенні потенціометричного вимірювального перетворювача в ланцюг вони змінюють силу струму в ланцюзі за формулою
.
,
де - функція перетворення.
Функція перетворення графічно представлена ​​на рис. 4, її вид нелінійний і залежить від співвідношення і. p> При,, а при (2)
Вихідний опір падає по гіперболічної залежності, тому послідовне включення потенціометричного вимірювального перетворювача з навантаженням застосовується рідко через високу нелінійності. Більш поширеною є схема включення потенціометричного вимірювального перетворювача і навантаження за схемою представленої на рис. 5. br/>В
Рис. 5. Схема включення потенціометричного перетворювача (а) і його еквівалентна схема (б). br/>
Розглядаючи включення резисторів Rx і Rн, як паралельне, визначимо струм:
,
тоді напруга на виході перетворювача складе:
В
де - функція перетворення.
На рис. 6. а представлена ​​залежність напруги на навантаженні, підключеної до потенциометрическом вимірювального перетворювача за схемою, представленої на рис. 5. а. При холостому ході (Rн??) Залежність лінійна, із зменшенням навантаження залежність стає все більш нелінійної. br/>В
Рис. 6. Функція перетворення потенціометричного перетворювача (а), і його відносна похибка (б)
На рис. 6. б показано зміну відносної похибки перетворювача залежно від величини навантаження і переміщення повзунка. Відносна похибка визначається наступним чином:
;;,
тоді.
Чутливість схеми визначається зміною електричного параметра на перетворювач...
