Файл: Практическая работа 1 Определение основных параметров потенциометрического и термоэлектрического датчиков Цель работы.doc

Практическая работа №1 Определение основных параметров потенциометрического и термоэлектрического датчиков

1. 
   Цель работы
   
   1. 
      Научиться рассчитывать параметры потенциометрического датчика.
      
   2. 
      Научиться рассчитывать параметры термоэлектрического датчика.
      

Задача №1. Рассчитать параметры потенциометрического датчика

Пояснения к работе

2.1 Краткие теоретические сведения

Потенциометрический датчик представляет собой реостат, включенный по схеме потенциометра. Потенциометрический датчик преобразует механические перемещения в изменения сопротивления реостата. Расчет потенциометра сводится к расчету сопротивлений: определяются размеры каркаса для намотки, диаметр провода обмотки, количество витков, шаг намотки.

1. 
   рабочая длина каркаса:
   

L = αDπ 360(мм), (1)

где L - рабочая длина каскада;

 - угол поворота; D - средний диаметр каркаса.

2. 
   

   где dи - диаметр провода с изоляцией. 5) коэффициент нагрузки:

   Задание: 3.1 Рассчитать параметры потенциометрического датчика. Исходные данные для расчета взять из таблицы 1, согласно варианту.

   минимальное число витков:
   

6

1-δmax

β = Rн R =

4max , (5)

где - коэффициент нагрузки;  max – максимальная погрешность. 6) сопротивление потенциометра:

R

R= ^н β

(Ом), (6) где R- сопротивление потенциометра,. 7) высота каркаса:

^H^Rd2 ^8n^b(мм), (7) где Н- высота каркаса  - удельное сопротивление, b - толщина каркаса.

2.2 Пример расчета:

Исходные данные:

Rн = 4400 Ом,  max = 2,5 %, U = 26 B, D = 45 мм,  = 330, b = 2 мм, р=0,25 %,  = 0,49 * 10-6 Ом  м.

Решение:

n =100 δр (%)(витков), (2) n = 100 / 0,25 = 400 (витков); где n- минимальное число витков %;  = 129,5 / 400 = 0, 324 (мм); р - разрешающая способность. dВыбираем d и = 0,324 – 0,015 = 0,309 (мм) (с учетом изоляции); 0,3 (мм) = 0,3 * 10-3 (м); 3) шаг намотки:  L n (мм), (3) R = 4400 / 9,75 = 451,3 (Ом); = (1 – 0,025) / (4 * 0,025) = 9,75; где - шаг намотки. H = {[3,14 * 451,3 * (0,3 * 10 -3)2] / (8 * 0,49 * 10-6 * 400)} – 0,002 = 4) диаметр провода с изоляцией: 0,0793 (м) = 79,3 (мм). dи = τ-0,015(мм), (4)

L = 330 * 45 * 3,14 / 360 = 129,5 (мм);

Таблица 1

№ вариа нта	Rн (Ом)	max (%)	U (B)	D (мм)		B (мм)	р (% )	  106 (Омм )
1	4400	2,0	26	50	330	1,8	0,2	0,49
2	4400	3,0	26	55	330	2,5	0,2	0,42
3	4400	2,7	26	47	330	1,5	0,2 3	0,49
4	4400	2,3	26	52	330	2,3	0,2 5	0,42
5	4400	2,1	26	49	330	2,0	0,2 1	0,42

3.2 Произвести расчет

L= _____________________________________________ n= _____________________________________________ τ= _____________________________________________ dи= _____________________________________________ β= ______________________________________________ R= _____________________________________________ H= _____________________________________________ 3.3 Результаты расчета свести в таблицу 2.

Таблица 2

L (мм)	n (вит)	 (мм)	dи (мм)		R (Oм)	Н (мм)

Задача №2: Определить параметры термоэлектрического датчика.

2 Пояснения к работе 2.1 Краткие теоретические сведения:

Термоэлектрический датчик – датчик генераторного типа. Термоэлектрический датчик представляет собой цепь, состоящую из двух разнородных металлов. Проводники называются термоэлектродами, стыки – спаями, а возникающая при нагреве спая ЭДС – термо ЭДС. Спай, температура которого поддерживается постоянной, называется холодным, а спай, соприкасающийся с измеряемой средой, – горячим. По величине термо – ЭДС можно судить о разности температур горячего и холодного спаев, и если известна температура холодного спая, то можно определить температуру горячего спая.

1. 
   величина термо – ЭДС:
   

^E_ТП ^{ U}_M^R_M ^{ R}_ВН ^{ R}_M (мВ), (8) где Етп– термо– ЭДС,

2. 
   перепад температуры:
   

^tПЕР ^{ Е}ТП^{100 Е}ТАБ (град.), (9) где tпер- перепад температуры.

3. 
   температура горячего конца термопары: t1  tПЕР  t
   

^O (град.), (10) t^O - температура холодного конца термопары.

где

4. 
   при точном расчете термо - ЭДС вводится поправка на температуру холодного конца термопары:
   

^{ЕП  ЕТАБ  tO 100} (мВ) (11)

5. 
   расчетная термо - ЭДС:
   

^ЕР ^{ E}ТП ^{ Е}П(мВ) (12)

2.2 Пример расчета: Исходные данные:

Rм = 130 Ом; Rвн = 10 Ом; t = 15 оC; Uм = 24 мВ; Етабл. = 6,95 мВ; Решение:

1. 
   E_ТП  2413010 13026_мВ;
   
2. 
   t ПЕР  26100 6,95  374 0С ;
   
3. 
   t1 37415389 ОС;
   
4. 
   Е_П 6,9515 1001,04 мB_{; 5)} Е_Р  261,04  27,04 мB_. Задание:
   

3.1 Определить параметры термоэлектрического датчика. Исходные Таблица

2

Етп(В)	tПЕР (град)	t1 (град)	Еп( В)	Ер(В)

2 Контрольные вопросы по практической работе №1

• 
  Изменением какого параметра можно уменьшить погрешность от
  

данные для расчета взять из таблицы 1, согласно варианту. ступенчатости выходного напряжения в потенциометрическом

датчике?

^{Таблица 1}  Что показывает разрешающая способность потенциометра ?

№ варианта	Rм (Ом)	Rвн (Ом)	t (град)	Uм (мв)	Етабл. (мв)
1	120	10	5	24	6,95
2	130	10	10	24	6,95
3	140	9	15	24	6,95
4	150	8	20	24	6,95
5	160	10	25	24	6,95

• 
  От чего зависит ЭДС термоэлектрического датчика?
  
• 
  Какие бывают схемы включения термоэлектрического датчика?  Укажите области применения потенциометрического и
  
• 
  термоэлектрического датчиков.
  

Список литературы

1. Келим Ю.М. Типовые элементы систем автоматического управления.

-М,: «Форум - Инфра - М», 2002 г., -383с.

2. 
   Произвести расчет
   

Етп= _______________________________________________________ tпер=________________________________________________________ t1= _________________________________________________________

Еп=_________________________________________________________

Ер= ________________________________________________________

2. 
   Результаты расчета свести в таблицу 2.