Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Измерение импенданса преобразователя методом сравнения

Цель работы:

1. Усвоить методику измерения параметров накладного преобразователя мостом переменного тока.

2. Приобрести умение исследовать характеристики накладных токовихревых преобразователей при уравновешенном и неуравновешенном режимах работы моста.

Программа работы:

1. Собрать схему уравновешенного моста для измерения сопротивления накладного преобразователя.

2. Измерить сопротивление преобразователя, находящегося вдали от металлических объектов.

3. Измерить сопротивление преобразователя на поверхности металлических изделий различной электропроводности.

4. Исследовать зависимость активного и индуктивного сопротивления преобразователя от расстояния до изделия.

5. Собрать схему неуравновешенного моста при дифференциальном включении преобразователей, определить зависимость напряжения разбаланса моста от зазора.

Методические указания:

Для измерения сопротивления накладных преобразователей широко применяются мостовые схемы преобразования параметров ВТП в соответствующее напряжение.

При уравновешенном режиме схему моста уравновешивают и по значениям сопротивлений образцовых плеч моста вычисляют активное сопротивление и индуктивность катушки .

Определение параметров катушки индуктивности методом сравнения (мост переменного тока) осуществляется по схеме, приведенной на рисунке ниже 1. В схеме использованы образцовые магазины сопротивлений R 1 R 2 R 3и образцовый магазин емкостей C. В качестве индикатора баланса моста может быть использован электронно-лучевой осциллограф. Схема моста подключается к генератору синусоидальных колебаний с частотой порядка 100 Гц и амплитудой 5 В.

Из условия равновесия моста, согласно которому произведения сопротивлений противолежащих плеч равны, имеем равенство:

Рисунок 1 – Измерительный мост.

Разделяя его на вещественную и мнимую составляющие, получим:

Собственную индуктивность и активное сопротивление преобразователя измеряют удалив его от металлических предметов. Далее, необходимо установить его на поверхность стального изделия и, изменяя расстояние до поверхности, снять зависимость L_kи R_kот зазора. Повторить опыт для алюминиевого изделия. Результаты измерений свести в таблицу и построить соответствующие графики.

При неуравновешенном режиме мост предварительно уравновешивают с преобразователем, установленным на образцовом изделии (образце), затем его устанавливают на контролируемое изделие и при наличии дефектов по напряжению разбаланса моста определяют их параметры.

Рисунок 2 – Неуравновешенный мост.

U п

R 2

R 1

L 1

L 2

Преимущество неуравновешенного режима моста в том, что он позволяет преобразовать составляющие сопротивления преобразователя в соответствующие вещественную и мнимую составляющие выходного напряжения моста U₀.Это напряжение может быть использовано для автоматической разбраковки изделий. В этом случае используют дифференциальную схему включения двух катушек, одна из которых, например, L\устанавливается на образцовое изделие, а другая - на контролируемое. В данной работе необходимо собрать представленную на рис. 2 схему, подключить ее к генератору с напряжением U, а для измерения напряжения разбаланса моста U₀подключить цифровой вольтметр. Уравновесить мост при нахождении преобразователя вдали от металлических объектов. Далее, изменяя расстояние до поверхности металлического изделия (зазор), снять зависимость напряжения разбаланса моста от зазора.

Таблица 1 Результаты измерений уравновешенным мостом на поверхности алюминия

Зазор, мм	R1,Ом	R2,Ом	R3,Ом	С,мкФ	R_к,Ом	L_к,мкГн
	11,99		102,09	0,019	2,35	4,56
			125,05	0,019	2,16	5,13
	11,75		118,5	0,019	2,48	5,58
	12,5	26,5		0,019	2,76	6,29
	13,7	24,1	143,5	0,019	2,30	6,27

Рисунок 3. Зависимость R к, от зазора, измеренная уравновешенным мостом на поверхности алюминия

Рисунок 4. Зависимость L к, от зазора, измеренная уравновешенным мостом на поверхности алюминия

Таблица 2 Результаты измерений уравновешенным мостом на поверхности стали

Зазор, мм	R1,Ом	R2,Ом	R3,Ом	С,мкФ	R_к,Ом	L_к,мкГн
	15,39	22,6	119,09	0,019	2,92	6,61
		22,8	117,77	0,019	2,90	6,50
	14,55	23,9	116,07	0,019	3,00	6,61
	14,55	24,2	121,73	0,019	2,89	6,69
	14,55	24,9	119,57	0,019	3,03	6,88

Рисунок5.Зависимость R к, от зазора, измеренная уравновешенным мостом на поверхности стали

Рисунок 6. Зависимость R к, от зазора, измеренная уравновешенным мостом на поверхности стали

Таблица 3 Результаты измерений неуравновешенным мостом на поверхности алюминия

Зазор, мм	U, мВ

Рисунок 7. Зависимость U, мВ от зазора, измеренная неуравновешенным мостом на поверхности алюминия.

Таблица 4 Результаты измерений неуравновешенным мостом на поверхности стали

Зазор, мм	U, мВ

Рисунок 8. Зависимость U, от зазора, измеренная неуравновешенным мостом на поверхности стал

Вывод: при выполнении лабораторной работы мы усвоили методику измерения параметров накладного преобразователя мостом переменного тока; приобрели умение исследовать характеристики накладных токовихревых преобразователей при уравновешенном и неуравновешенном режимах работы моста.

Выполнил:
Проверил:

U ощо

R 2