Лабораторные работы по электронике Исследование полевых транзисторов Исследование биполярных транзисторов Полупроводниковые выпрямители Электронный усилитель на транзисторах Исследование варикапов

Оборудование, используемое при выполнении лабораторной работы

Объект исследования

Объектом исследования является дифференциальный индуктивный датчик линейных перемещений, имеющий два цилиндрических каркаса, на каждом из которых намотаны по две обмотки  на каркасе I -обмотки W1 и W3, на каркасе 2 - обмотки W2 и W4 (рис.4).

Преобразователь исследуется при двух вариантах включения его обмоток в измерительные схемы.

Первая измерительная схема изображена на рис.4,а. Обмотки W1 и W2 двух катушек включены в мостовую измерительную схему, в которой в качестве двух других плеч моста используются обмотки трансформатора Тр, имеющие сопротивления Z3 и Z4. При среднем положении сердечника Z01 = Z02 и Z3 = Z4. Мост сбалансирован.

Рис.4.

Токи, текущие по обмоткам трансформатора равны и противоположны по направлению, в связи с чем во вторичной обмотке трансформатора Тр наведенная ЭДС равна нулю, что и фиксируется по вольтметру V c внутренним сопротивлением Rн.

Перемещение сердечника в любую сторону от положения равновесия приводит к нарушению равенства плеч Z1 и Z2 и появлению ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, что фиксируется ламповым вольтметром V.

Обмотки W3 и W4 в данной схеме не используются.

Условие согласования внутреннего сопротивления вольтметра с выходным сопротивлением моста, при котором обеспечивается максимальная чувствительность, для данного варианта мостовой схемы имеет вид

.

Второй вариант измерительной схемы, исследуемой в лабораторной работе, изображен на рис.4,б. В этом случае напряжение питания подается на две последовательно включенные обмотки W1 и W2, расположенные разных каркасах. Вторичные обмотки дифференциального трансформаторного преобразователя W3 и W4 включены встречно. Поэтому при симметричном расположении сердечника суммарная ЭДС в цепи вторичных обмоток равна нулю. При перемещении сердечника от симметричного положения суммарная ЭДО в цепи вторичных обмоток будет функционально связана с измеряемым перемещением Х.

Конструкция установки для проведения экспериментальных исследований индуктивного дифференциального преобразователя приведена на рис.

Рис.5.

На жестком штативе I закреплен индуктивный дифференциальный преобразователь перемещений. В цилиндрическом корпусе 7 размещены два каркаса 14 и 15, на которые нанесены обмотки W1, W2 и W2, W4 соответственно. Внутри каркасов катушек расположен сердечник 5, закрепленный на продольной оси 6, которая закреплена во втулках 4 и может перемещаться в вертикальном направлении. Ось 6 заканчивается сферическим измерительным наконечником 8, который контактирует с плоскостью неравно плечного рычага 9, закрепленного на оси вращения 13. Вертикальная плоскость неравно плечного рычага 9 находится в контакте с торцом микрометрического винта 12 микрометрической пары 10.

Микрометрическая пара 10 жестко закреплена на штативе I посредством кронштейна 11. Возвратная пружина 2 обеспечивает непрерывный механический контакт измерительного наконечника 8 с плоскостью рычага 9.

В процессе экспериментальных исследований линейные перемещения задаются нижнему концу рычага 9 посредством вращения винта микрометрической пары 10. Это перемещение трансформируется неравноплечим рычагом 9 в вертикальные перемещения сердечника дифференциального индуктивного преобразователя. Цена деления шкалы микрометрической пары - 0,5 мм, цена деления вращающегося нониуса -0,01 мм.

При включении обмоток преобразователя по схеме, представленной на рис.4,а в дальнейшем будем называть схему "мостовая схема включения". Соответственно при включении обмоток преобразователя по схеме, представленной на рис. 4,6 будем называть схему «трансформаторная схема включения »

3.2. Структурная схема установки и используемое оборудование

Структурная схема установки, предназначенной для определения функции преобразования дифференциального индуктивного преобразователя, представлена на рис.6.

рис.6.

Напряжение для питания исследуемой схемы U~ снимается c выхода генератора Г типа Г-47 и подается на коммутатор К, посредством которого осуществляется включение обмоток дифференциального индуктивного преобразователя либо по мостовой (рис.4,а), либо по трансформаторной (рис.4,б) схемам. Выходное напряжение любой из исследуемых схем измеряется электронным вольтметром В типа В7- , имеющим 8 диапазонов измерения.

Коммутатор К на лицевой панели имеет ручку переключателя, которая может устанавливаться в положение "мостовая схема", либо "трансформаторная схема".

Генератор Г-47 позволяет регулировать частоту выходного сигнала в диапазоне I Гц - 10 МГц с погрешностью не хуже ±1Гц и выходное напряжение в диапазоне от 0,01 В до 10 В с погрешностью 0,1%.

Электронной вольтметр В7- позволяет измерять напряжения от I мВ до 600 В в области частот до 10 МГц и имеет 10 диапазонов измерения. Приведенная погрешность измерения на каждом из диапазонов не превосходит 1,5%.

Формирование навыков исследовательской работы, получения и обработки экспериментальных результатов, а также умения моделирования физических процессов при решении конкретных физических задач
Методические указания к выполнению лабораторных работ по электронике