WN 13 - PB Wydział Elektryczny

Politechnika
Białostocka
Wydział Elektryczny
Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu
POMIARY ELEKTRYCZNE WIELKOŚCI
NIEELEKTRYCZNYCH 2
Kod przedmiotu:
ES2C200011
Ćwiczenie pt.
Badanie właściwości przetwornika indukcyjnościowego
Numer ćwiczenia
WN 13
Opracował:
dr inż. Andrzej Gładyszewski
dr inż. Ryszard Piotrowski
dr inż. Wojciech Walendziuk
Białystok 2013
1
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z zasadą działania oraz
właściwościami
metrologicznymi
przetwornika
indukcyjnościowego
transformatorowego, przedstawiciela dość licznej grupy przetworników
przetwarzających wielkość nieelektryczną, jaką jest przemieszczenie liniowe na
wielkości elektryczne: indukcyjność własną lub indukcyjność wzajemną.
Przetworniki indukcyjnościowe (niesłusznie nazywane indukcyjnymi)
służą nie tylko do pomiaru przemieszczeń liniowych, ale także innych
wielkości, których pomiar da się sprowadzić do pomiaru przesunięć, jak na
przykład ciśnienie, siła, przyśpieszenie, a nawet temperatura.
Zakresy pomiarowe przetworników indukcyjnościowych obejmują szeroki
zakres: od 10-6 m do nawet 2 m. Na przykład przetwornik badany w tym
ćwiczeniu ma zakres pomiarowy ± 2,5 mm.
2. Zasada działania przetworników
indukcyjnościowych
Podstawowa zasada działania przetworników indukcyjnościowych polega
na wykorzystaniu zmian indukcyjności własnej (L) lub wzajemnej (M)
obwodów elektrycznych pod wpływem zmian przetwarzanej (mierzonej)
wielkości nieelektrycznej. Mierzoną wielkością jest najczęściej przesunięcie,
zmieniające geometrię obwodu magnetycznego – głównie wymiary szczeliny
powietrznej.
Do zalet przetworników indukcyjnościowych należą:




prostota konstrukcji
niski koszt wytwarzania
wysoka czułość
silny sygnał wyjściowy
Pod względem budowy omawiane przetworniki można podzielić na:


impedancyjne
transformatorowe
W ramach każdej z tych grup występować mogą różne odmiany
przetworników, takie jak:




dławikowe
solenoidalne
wiroprądowe
magnetosprężyste
2
Przetworniki dławikowe odróżnia od solenoidalnych miejsce usytuowania
rdzenia ferromagnetycznego, stanowiącego element ruchomy przetwornika.
W przetwornikach solenoidalnych rdzeń ferromagnetyczny znajduje się
wewnątrz cewki, zaś w dławikowych – poza cewką.
3. Przegląd przetworników indukcyjnościowych
3.1. Przetworniki impedancyjny dławikowy
Ideę konstrukcji przetwornika dławikowego przedstawia rysunek1. Na
nieruchomej części rdzenia ferromagnetycznego nawinięta jest cewka, której
indukcyjność własna zmienia się wraz ze zmianą strumienia magnetycznego Φ,
który ją przenika.
x
Φ
L
i
L=f(x)
x
x
Rys.1. Przetwornik impedancyjny dławikowy oraz jego charakterystyka
wyjściowa
Zmiany strumienia wywoływane są przemieszczaniem x w osi poziomej
lub pionowej (rys. 1) ruchomej części przetwornika, co powoduje zmiany
szerokości szczeliny powietrznej obwodu magnetycznego, w konsekwencji
zmiany oporu (reluktancji) na drodze strumienia magnetycznego Φ, w następstwie tego zaś zmiany natężenia strumienia magnetycznego skojarzonego
z cewką. Zgodnie z definicją (1) wpływa to na zmianę indukcyjności własnej L
cewki.
d
d
L
z
(1)
di
di
gdzie:
L- indukcyjność własna cewki
Ψ – strumień skojarzony z cewką (Ψ = z Φ)
Φ – strumień przenikający cewkę
z – liczba zwojów cewki
i – prąd płynący w cewce
3
Strumień magnetyczny Φ wywołany jest prądem zmiennym (i), dostarczonym przez układ pomiarowy, w którym przetwornik pracuje. Typowymi
układami pomiarowymi w tym przypadku są mostki prądu zmiennego
przeznaczone do pomiaru indukcyjności własnej lub wzajemnej obwodów
elektrycznych. Typowym mostkiem tego rodzaju jest mostek Maxwella.
Na rysunku 1. przedstawiona jest także charakterystyka wyjściowa
przetwornika L = f(x). Przedstawia ona zależność indukcyjności własnej cewki
L od przemieszczenia x elementu ruchomego. Jak widać charakterystyka ta jest
nieliniowa, co jest niekorzystną cechą przetwornika.
3.2. Przetwornik impedancyjny solenoidalny
W przetwornikach solenoidalnych mamy do czynienia z podobnym do
opisanego wyżej zjawiskiem zmiany indukcyjności własnej cewki (w kształcie
solenoidu) pod wpływem zmian strumienia magnetycznego skojarzonego z
cewką, wywołanych przemieszczaniem się w jej wnętrzu rdzenia ferromagnetycznego.
Uproszczony szkic takiego przetwornika przedstawia rysunek 2.
x
L
L=f(x)
x
Rys.2. Przetwornik impedancyjny solenoidalny oraz jego charakterystyka
wyjściowa
W przetworniku solenoidalnym w wyniku przemieszczania się rdzenia
środkowego, następuje zmiana rozkładu materiału magnetycznego wewnątrz
cewki i co za tym idzie zmiana strumienia skojarzonego z tą cewką.
Maksymalne skojarzenie strumienia z cewką ma miejsce wtedy, gdy rdzeń
znajduje się dokładnie w środku cewki w osi pionowej. Indukcyjność własna
cewki osiąga wtedy maksimum, co ilustruje charakterystyka wyjściowa na
rysunku 2.
4
3.3. Przetworniki impedancyjny wiroprądowy
W przetworniku wiroprądowym zmiana głównego strumienia
skojarzonego z cewką (strumienia roboczego) następuje przez osłabiania go
przez strumień wytworzony przez prądy wirowe indukowane w elemencie
ruchomym przetwornika. Siła oddziaływania strumienia prądów wirowych
zmienia się wraz ze zmianą położenia x elementu ruchomego, którym jest
„ścianka” wykonana z dobrego przewodnika elektrycznego. Uproszczony szkic
takiego przetwornika przedstawiony jest na rysunku 3.
x
F
L
L=f(x)
L=f(F)
x
Rys. 3. Przetwornik impedancyjny
wiroprądowy oraz jego charakterystyka
wyjściowa
Rys. 4. Przetwornik impedancyjny
magnetosprężysty
3.4. Przetworniki impedancyjny magnetosprężysty
W przetworniku magnetosprężystym rdzeń ferromagnetyczny poddawany
jest działaniu siły (naprężeniu mechanicznemu), w wyniku którego następuje
zmiana przenikalności magnetycznej tego rdzenia, a w ślad za tym
indukcyjności własnej cewki. Szkic przetwornika magnetosprężystego
przedstawiony jest na rysunku 4.
Jako materiał na rdzenie przetworników magnetosprężystych stosuje się
najczęściej stop żelazoniklowy o nazwie permalloj Wykorzystuje się też stal
transformatorową.
Przetworniki magnetosprężyste stosowane są do pomiaru dużych sił,
naprężeń i ciśnień do 200 MPa (megapaskali).
5
3.5. Przetwornik transformatorowy
W przetwornikach transformatorowych przemieszczenie rdzenia
ferromagnetycznego powoduje zmianę sprzężenia magnetycznego między
uzwojeniem pierwotnym i wtórnym (innymi słowy - zmianę indukcyjności
wzajemnej między uzwojeniami), co wywołuje zmianę napięcia indukowanego
w uzwojeniu wtórnym przy stałej wartości napięcia, jakim zasilane jest
uzwojenie pierwotne.
Szkic przetwornika transformatorowego przedstawiony jest na rysunku 5.
x
M
~u1
~u2
x
Rys. 5. Przetwornik transformatorowy oraz zależność indukcyjności wzajemnej
M między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym od przemieszczenia
liniowego x rdzenia
3.6. Niektóre właściwości przetworników
indukcyjnościowych
Przetworniki dławikowe stosowane są na ogół do pomiarów małych
przesunięć, transformatorowe do dużych. Praktyczne zakresy pomiarowe tych
ostatnich sięgają od 10-6 m do nawet 2 m. Błąd przetwarzania dobrych
przetworników nie przekracza 0,1%.
Liniowość charakterystyk przetwarzania zależy od zakresu pomiarowego.
W przetwornikach transformatorowych jest ona rzędu 0,05% do 0,1%.
Czułość przetworników transformatorowych produkowanych seryjnie jest
rzędu 10 (V/V)/m – 100 (V/V)/m.
Indukcja maksymalna Bm w rdzeniach przetworników idukcyjnościowych jest niska i wynosi 0,1 T – 0,2 T.
Właściwości dynamiczne przetworników ograniczone są bezwładnością
mechaniczną rdzenia.
6
Przetwornikami indukcyjnościowymi można mierzyć przemieszczenia
zmienne, zmieniające się w czasie z częstotliwością kilku, a nawet kilkunastu
kiloherców. Częstotliwość napięcia zasilającego powinna być wtedy
przynajmniej kilkakrotnie większa od częstotliwości zmian przebiegu badanego.
Czułość przetworników zależy od częstotliwości napięcia zasilającego,
ale niewielkie jej zmiany nie wpływają znacząco na wynik pomiaru.
Błędy spowodowane zmianą warunków zewnętrznych są niewielkie,
zwłaszcza w układach różnicowych.
Zmiany temperatury powodują głównie zmiany rezystancji uzwojeń,
jednak wynikający stąd błąd przetwarzania można stosunkowo łatwo
korygować. Dlatego przetworniki indukcyjnościowe stosuje się niekiedy do
pracy w temperaturze sięgającej kilkuset stopni Celsjusza.
Wpływ obcych pól magnetycznych jest eliminowany przez ekranowanie
przetworników.
4. Układy pomiarowe przetworników indukcyjnościowych
Typowym układem pomiarowy, w którym występują przetworniki
indukcyjnościowe dławikowe, solenoidalne i wiroprądowe, w których
wielkością wyjściową jest indukcyjność własna cewki jest mostek Maxwella,
którego schemat ideowy przedstawiony jest na rys.6.
Przetwornik indukcyjnościowy o impedancji Zx=Rx+jωLx włączany jest
w jedno z ramion mostka, w pozostałych trzech ramionach występują natomiast
elementy wzorcowe, mianowicie wzorzec indukcyjności własnej (cewka
wzorcowa) o impedancji Zw=Rw+jωLw oraz dwa rezystory wzorcowe R1, R2.
Zx=Rx+jωLx
C
A
Zw=Rw+jωLw
DZ
R1
=
Rx
+j
ω
Lx
D
G
B
R2
=
Rx
+j
ω
Lx
Rys. 6. Schemat ideowy mostka Maxwella
7
Występują dwa typy mostków pomiarowych: mostek zrównoważony
oraz mostek niezrównoważony.
W mostku zrównoważonym w przekątnej C - D występuje detektor zera
DZ, czyli wskaźnik równowagi (rys. 6). W takim mostku proces pomiarowy
polega na regulowaniu wartości rezystancji R1, R2, aż do chwili uzyskania stanu
równowagi to znaczy zaniku różnicy potencjałów między punktami C - D, co
wskazuje detektor DZ. Poszukiwane parametry Rx, Lx oblicza się z
odpowiednich wzorów:
R
RX  RW 1
R2
R
L X  LW 1
R2
W mostku niezrównoważonym nie doprowadza się do zaniku różnicy
potencjałów między punktami C, D, lecz mierzy napięcie między tymi
punktami, jakie pojawia się tam, po włączeniu nieznanej impedancji Z x.
Detektor zera zastępowany jest tu przez specjalny przyrząd pomiarowy (zwykle
woltomierz) wywzorcowany w jednostkach mierzonej wielkości.
Mostek zasilany jest napięciem sinusoidalnym o częstotliwości kilku kHz.
W układach przetworników indukcyjnościowych transformatorowych
sygnałem wyjściowym jest siła elektromotoryczna indukowana w uzwojeniu
wtórnym przetwornika, którą mierzy się odpowiednimi miernikami napięcia.
5. Przetworniki w układach różnicowych
Najkorzystniejsze właściwości przetworników indukcyjnościowych
uzyskuje się w tak zwanych układach różnicowych, złożonych z dwóch
przetworników. Wzrostowi parametrów w jednym przetworniku towarzyszy
wtedy takie same względne zmniejszenie parametrów w drugim przetworniku,
dzięki czemu uzyskuje się:
 zwiększenie sygnału wyjściowego przetwornika, co oznacza
zwiększenie ego czułości
 zwiększenie zakresu pomiarowego,
 zmniejszenie wpływów czynników zewnętrznych: temperatury, obcych pól magnetycznych, wahań częstotliwości
napięcia zasilającego
Ważnymi elementami układów pomiarowych z przetwornikami indukcyjściowych są prostowniki fazoczułe. Pozwalają one na określenie nie tylko
wartości przesunięcia, ale także jego kierunku.
8
5.1. Przetwornik transformatorowy różnicowy
Ponieważ w trakcie ćwiczenia wykorzystywany jest przetwornik
transformatorowy różnicowy, omówimy ten typ przetwornika nieco dokładniej.
Przetworniki transformatorowe ze względu na liczne zalety są obecnie
najczęściej stosowanymi przetwornikami indukcyjnościowymi. Na rysunku 7.
przedstawiony jest schemat ideowy takiego przetwornika.
M1,2
R1
R2
L2
U1
Uzas
M2,3
L1
x
Uwy
Robc
L3
U2
M1,3
Rys.7. Schemat ideowy przetwornika transformatorowego różnicowego
Zasada działania przetwornika polega na zmianie indukcyjności
wzajemnych M1,2, M1,3 między obwodem zasilającym (uzwojeniem pierwotnym
transformatora) a obwodem wtórnym (dwiema połączonymi w układzie
różnicowym sekcjami uzwojenia wtórnego), wywołanej przemieszczeniem się
rdzenia ferromagnetycznego. Przy stałej wartości napięcia zasilającego Uzas
(stałej amplitudzie i częstotliwości), zmienia się napięcie wyjściowe przetwornika Uwy. Właściwie można tu mówić o wyjściowej sile elektromotorycznej,
ponieważ napięcie to mierzone jest praktycznie bez poboru prądu.
Gdy rdzeń położony jest symetrycznie względem uzwojeń, w obu
identycznych sekcjach uzwojenia wtórnego indukują się identyczne napięcia u 1,
u2 (siły elektromotoryczne), które odejmują się i napięcie wyjściowe
przetwornika jest równe zeru. Wraz z przemieszczaniem się rdzenia jedno z
napięć staje się większe i napięcie wyjściowe wzrasta. W zależności od kierunku
przesunięcia rdzenia, zmienia się przesunięcie fazowe φ między napięciem
zasilającym Uzas i wyjściowym Uwy.
9
Na rysunku 8. przedstawione są charakterystyki wyjściowe przetwornika
transformatorowego różnicowego.
φ
Uwy
π
x
π /2
U0
0
x
Rys. 8. Charakterystyki wyjściowe przetwornika transformatorowego
różnicowego
Jak pokazuje to rysunek 8. w przetworniki rzeczywistym istnieje zawsze
pewne napięcie zerowe U0. W dobrze wykonanych przetwornikach napięcie
zerowe nie przekracza 0,1% zakresu pomiarowego przetwornika.
6. Opis przetwornika PNy5
Celem pomiarów jest zdjęcie charakterystyk wyjściowych (charakterystyk
przetwarzania) przetwornika transformatorowego różnicowego typu PNy5
produkcji firmy PELTRON. Jego schemat ideowy przedstawiony jest na
rysunku 9.
u1
Zasilanie
Uz= 3,6V
3 kHz
u2
UWY
1kΩ
1kΩ
B
B
2,2 μF
10kΩ
C
E
E
2 X BCW 71
C
Rys. 9 Schemat ideowy przetwornika typu PNy5
Niżej podano niektóre informacje dotyczące przetwornika PNy5 zawarte
w karcie katalogowej producenta.
10

„Miniaturowe, transformatorowe przetworniki przemieszczeń liniowych
serii PNy stosowane są do pomiaru małych odkształceń z dużą precyzją i
dokładnością.
Przetworniki budowane są w oparciu o transformator różnicowy
umieszczony w cylindrycznej obudowie, w którą wbudowano demodulator. W
cewce transformatora znajduje się ruchomy rdzeń magnetyczny, od położenia
którego zależny jest sygnał wyjściowy.
Nasze urządzenia stosowane są we wszystkich gałęziach przemysłu, jak
również w laboratoriach naukowych, a w szczególności w zakładach
produkujących kineskopy telewizyjne”
NIEKTÓRE DANE TECHNICZNE BADANEGO PRZETWORNIKA
Zakres pomiarowy:  2,5 mm
Napięcie zasilające: 3,6 V RMS
Prąd zasilania: 10 mA
Częstotliwość napięcia zasilającego: 3 kHz
Impedancja obciążenia:  10 k
Sygnał wyjściowy: 1,2 V DC
Rezystancja izolacji:  20 M
Czułość: 136  10% (mV/V)/mm
Zero elektryczne: 3,0 mm 0,1 mm

Wobec braku szczegółowych danych ze strony producenta, dotyczących
badanego przetwornika, możemy jedynie jakościowo opisać zasadę jego
działanie.
Przetwornik transformatorowy typu PNy5 współpracuje z prostownikiem
fazoczułym, który stanowią dwa identyczne tranzystory typu n-p-n. Napięcie u2
indukowane w dolnej połówce uzwojenia wtórnego w odpowiednich półfalach
napięcia sinusoidalnego wprowadza oba tranzystory w stan nasycenia
(przewodzenia) albo zatkania (odcięcia). Gdy napięcie u2 ma zwrot dodatni
(wskaz napięcia narysowany linią ciągłą), bazy obydwu tranzystorów zyskują
potencjały dodatnie względem swoich emiterów i przy odpowiedniej wartości
napięcia u2 wchodzą w stan nasycenia (tranzystory zaczynają przewodzić).
Napięcia kolektor-emiter tych tranzystorów stają się bliskie zeru. Dzięki temu
dolny tranzystor „łączy” ze sobą dolne zaciski obu połówek uzwojenia
11
wtórnego. Na wyjściu przetwornika pojawia się w tym stanie rzeczy napięcie
UWY będące różnicą napięć u1 oraz u2. Gdy rdzeń ferromagnetyczny
przetwornika znajduje się dokładnie w pozycji środkowej, napięcia u 1 i u2 mają
identyczne wartości, zaś ich różnica jest równa zeru. Napięcie wyjściowe UWY
przetwornika nie jest dokładnie równe zeru, gdyż napięcie u 1 przewyższa nieco
napięcie u2, które jest pomniejszone o spadki napięć na rezystorze obwodu bazy
górnego tranzystora i na jego złączu baza-kolektor. Napięcie na wyjściu
przetwornika przyjmuje zwrot napięcia u1.
Gdyby w rozpatrywanej chwili rdzeń ferromagnetyczny był przesunięty
ku górze, przewaga napięcia u1 nad napięciem u2 byłaby większa, większe
byłoby także napięcie wyjściowe przetwornika, przy czym zachowałoby ono ten
sam zwrot, co w omówionej poprzednio sytuacji.
W półfali ujemnej napięcia wtórnego (wskazy napięć narysowane liniami
przerywanymi), napięcie u2 polaryzuje obydwa tranzystory zaporowo i w
przybliżeniu wyjście przetwornika zostaje odcięte od obydwu napięć wtórnych
(UWY ≈ 0).
Jeżeli rdzeń przetwornika zostanie przesunięty ku dołowi, napięcie u 2
zyska przewagę nad napięciem u1 i w tym półokresie napięcia, w którym
tranzystory przewodzą, różnica napięć u1, u2 przyjmie zwrot napięcia u2.
Stosownie do tego zmieni się na przeciwny także zwrot napięcia wyjściowego
UWY przetwornika. W ten sposób zidentyfikowany zostanie kierunek
przemieszczenia się rdzenia, a co za tym idzie, kierunku ruchu obiektu
badanego.
Obciążenie przetwornika rezystorem 10 kΩ jest potrzebne do prawidłowej
pracy prostownika fazoczułego. Woltomierz cyfrowy, jakim mierzy się napięcie
wyjściowe przetwornika, ma bowiem zbyt dużą rezystancję wewnętrzną, by
obciążać układ dostatecznie dużym prądem, wymaganym do prawidłowej pracy
tranzystorów. Równolegle przyłączona pojemność służy natomiast wygładzaniu
pulsacji napięcia wyprostowanego.
7. Przebieg pomiarów
Na wstępie ćwiczący powinni zapoznać się z zasadami odczytu wskazań
śruby mikrometrycznej ściśle związanej z badanym przetwornikiem oraz
ogólnie z układem pomiarowym, którego schemat blokowy przedstawiono na
rysunku 10. W układzie tym występuje generator napięcia sinusoidalnego (np.
PW-11) oraz dwa woltomierze cyfrowe, z których jeden (V1) pracuje w trybie
AC (pomiar napięcia zmiennego), drugi zaś (V2) w trybie DC (pomiar napięcia
stałego).
Ćwiczącym poleca się wykonanie dwóch wymienionych niżej ZADAŃ.
12
V1
V2
UG (AC)
GENERATOR
NAPIĘCIA
SINUSOI –
DALNEGO
UWY (DC)
BADANY
PRZETWORNIK
PNy5
OBCIĄŻENIE
ZNAMIONOWE
Rys. 10. Schemat układu pomiarowego
ZADANIE 1
Zbadaj wpływ częstotliwości napięcia zasilającego przetwornik na jego
charakterystykę przetwarzania UWY = f(x)
ZALECENIA: 1) Należy nastawić zadaną w Tablicy 1 wartość napięcia UG
Uwaga: Napięcie wyjściowe generatora należy nastawiać
dopiero po przyłączeniu do niego badanego
przetwornika wraz z obciążeniem znamionowym
oraz przy wskazaniu śruby mikrometrycznej
40 mm.
2) Należy zmieniać położenie rdzenia przetwornika nastawiając
na śrubie mikrometrycznej wskazane w Tablicy 1 wartości
X i notując wartości napięcia wyjściowego UWY
3) W sprawozdaniu należy wykreślić
na papierze
milimetrowym we wspólnym układzie współrzędnych
prostokątnych
zależności UWY = f(XP) dla trzech
wymienionych w Tablicy 1
częstotliwości napięcia
zasilającego przetwornik.
Niedopuszczalne są wykresy „komputerowe” !
Należy przyjąć następujące współczynniki skali:
Oś Y: 1 cm ~ 0,2 V
Oś X: 1 cm ~ 0,5 mm
13
Tablica 1
UG = 3,6 V
L.p.
X
XP =
= X - 40
f = 2 kHz
f = 3 kHz
f= 4 kHz
UWY
UWY
UWY
-
mm
mm
V
V
V
1.
40,0
0
2.
40,5
0,5
3.
41,0
1,0
4.
41,5
1,5
5.
42,0
2,0
6.
42,5
2,5
7.
43,0
3,0
8.
43,5
3,5
9.
44,0
4,0
10.
44,5
4,5
11.
45,0
5,0
12.
45,5
5,5
X - „wskazanie“ śruby mikrometrycznej
Xp = X - 40 mm – przemieszczenie rdzenia przetwornika
14
ZADANIE 2
Zbadaj wpływ wartości napięcia UG zasilającego przetwornik na jego
charakterystykę przetwarzania UWY = f(x).
ZALECENIA: 1) Należy nastawić zadaną w Tablicy 2 zalecaną przez
producenta wartość częstotliwości napięcia zasilającego
przetwornik.
Uwaga: Napięcie wyjściowe generatora należy nastawiać
dopiero po przyłączeniu do niego badanego
przetwornika wraz z obciążeniem znamionowym
oraz przy wskazaniu śruby mikrometrycznej
40 mm.
2) Należy zmieniać położenie rdzenia przetwornika nastawiając
na śrubie mikrometrycznej wskazane w Tablicy 2 wartości
X i notując wartości napięcia wyjściowego UWY
3) W sprawozdaniu należy wykreślić
na papierze
milimetrowym we wspólnym układzie współrzędnych
prostokątnych
zależności UWY = f(XP) dla wszystkich
wartości napięcia UG.
Niedopuszczalne są wykresy „komputerowe” !
Należy przyjąć następujące współczynniki skali:
Oś Y: 1 cm ~ 0,2 V
Oś X: 1 cm ~ 0,5 mm
4) Określić średnie wartości czułości SP przetwornika dla
każdego z trzech napięć zasilających. Wyniki wpisać do
Tablicy 3.
Czułość przetwornika definiowana jest następująco:
SP 
dU WY U WY

dX P
X P
W tym wypadku z kolei wskazane jest posłużenie się
techniką komputerową. (Charakterystyka przetwarzania
nie jest funkcją idealnie liniową !).
5) Stwierdzić, która z wielkości: napięcie zasilające, czy jego
częstotliwość ma większy wpływ na czułość przetwornika.
15
Tablica 2
f = 3 kHz
L.p.
X
UG = 2,6 V UG = 3,6 V UG = 4,6 V
XP =
= X - 40
UWY
UWY
UWY
-
mm
mm
1.
40,0
0
2.
40,5
0,5
3.
41,0
1,0
4.
41,5
1,5
5.
42,0
2,0
6.
42,5
2,5
7.
43,0
3,0
8.
43,5
3,5
9.
44,0
4,0
10.
44,5
4,5
11.
45,0
5,0
12.
45,5
5,5
V
V
V
X - „wskazanie“ śruby mikrometrycznej
Xp = X - 40 mm – przemieszczenie rdzenia przetwornika
Na podstawie wyników zawartych w Tablicy 2 należy obliczyć średnie
wartości czułości badanego przetwornika dla poszczególnych napięć
zasilających. Wyniki wpisać do Tablicy 3.
16
Tablica 3. Średnie wartości czułości SP przetwornika
Napięcie zasilające
V
Średnia czułość
SP
V/mm
2,6
3,6
4,6
8. Pytania i zadania kontrolne
1. Omów zasadę działania przetworników indukcyjnościowych
nych: a) dławikowego, b) solenoidalnego, c) wiroprądowego
impedancyj-
2. Omów zasadę działania przetworników indukcyjnościowych
torowych
transforma-
3. Jaką zaletę mają przetworniki w układzie różnicowym w porównaniu
z przetwornikami prostymi
4. Narysuj i objaśnij schemat ideowy mostka Maxwella
5. Jaką rolę odgrywają w układach pracy przetworników indukcyjnościowych
prostowniki fazoczułe?
9. Literatura
1. Chwaleba A. , Czajewski J.: Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych,
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1993
2. Michalski A., Tumański S. , Żyła B.: Laboratorium miernictwa wielkości
nieelektrycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,
Warszawa 1999
3. Jaworski J.: Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych, WPW,
Warszawa 1973
4. Bolikowski J. i inni.: Laboratorium pomiarów wielkości nieelektrycznych cz.
I, WPW, Warszawa 1974
5.
Łapiński M.: Pomiary elektryczne i elektroniczne wielkości nieelektrycznych,
WNT, Warszawa 1974