MIERNICTWO WIELKO CI NIEELEKTRYCZNYCH 2

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii Instrukcja do zaj laboratoryjnych z przedmiotu MIERNICTWO WIELKO CI NIEELEKTRYCZNYCH 2 Kod przedmiotu: F16208 Ćwiczenie pt. BADANIE WŁA CIWO CI PRZETWORNIKA INDUKCYJNO CIOWEGO Numer ćwiczenia 69 Autorzy: dr inŝ. Andrzej Gładyszewski dr inŝ. Ryszard Piotrowski Białystok 2007

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) słuŝą nie tylko do pomiaru przemieszczeń liniowych, ale takŝe 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 naleŝą: prostota konstrukcji niski koszt wytwarzania wysoka czułość silny sygnał wyjściowy Pod względem budowy omawiane przetworniki moŝna podzielić na: impedancyjne transformatorowe W ramach kaŝdej z tych grup występować mogą róŝne odmiany przetworników, takie jak: dławikowe solenoidalne wiroprądowe magnetospręŝyste 2

Przetworniki dławikowe odróŝnia 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. L Φ i 3 L=f() Rys.1. Przetwornik impedancyjny dławikowy oraz jego charakterystyka wyjściowa Zmiany strumienia wywoływane są przemieszczaniem 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 natęŝenia strumienia magnetycznego skojarzonego z cewką. Zgodnie z definicją (1) wpływa to na zmianę indukcyjności własnej L cewki. dψ dφ 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

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 Mawella. Na rysunku 1. przedstawiona jest takŝe charakterystyka wyjściowa przetwornika L = f(). Przedstawia ona zaleŝność indukcyjności własnej cewki L od przemieszczenia 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 wyŝej 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. 4 L L=f() 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.

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 połoŝenia elementu ruchomego, którym jest ścianka wykonana z dobrego przewodnika elektrycznego. Uproszczony szkic takiego przetwornika przedstawiony jest na rysunku 3. 5 L F L=f() L=f(F) Rys. 3. Przetwornik impedancyjny wiroprądowy oraz jego charakterystyka wyjściowa Rys. 4. Przetwornik impedancyjny magnetospręŝysty 3.4. Przetworniki impedancyjny magnetospręŝysty W przetworniku magnetospręŝystym rdzeń ferromagnetyczny poddawany jest działaniu siły (napręŝeniu mechanicznemu), w wyniku którego następuje zmiana przenikalności magnetycznej tego rdzenia, a w ślad za tym indukcyjności własnej cewki. Szkic przetwornika magnetospręŝystego przedstawiony jest na rysunku 4. Jako materiał na rdzenie przetworników magnetospręŝystych stosuje się najczęściej stop Ŝelazoniklowy o nazwie permalloj Wykorzystuje się teŝ stal transformatorową. Przetworniki magnetospręŝyste stosowane są do pomiaru duŝych sił, napręŝeń i ciśnień do 200 MPa (megapaskali).

6 3.5. Przetwornik transformatorowy W przetwornikach transformatorowych przemieszczenie rdzenia ferromagnetycznego powoduje zmianę sprzęŝenia 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. M ~u 1 ~u 2 Rys. 5. Przetwornik transformatorowy oraz zaleŝność indukcyjności wzajemnej M między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym od przemieszczenia liniowego rdzenia 3.6. Niektóre właściwości przetworników indukcyjnościowych Przetworniki dławikowe stosowane są na ogół do pomiarów małych przesunięć, transformatorowe do duŝych. 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 zaleŝy 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.

7 Przetwornikami indukcyjnościowymi moŝna 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 zaleŝy od częstotliwości napięcia zasilającego, ale niewielkie jej zmiany nie wpływają znacząco na wynik pomiaru. Błędy spowodowane zmianą warunków zewnętrznych są niewielkie, zwłaszcza w układach róŝnicowych. Zmiany temperatury powodują głównie zmiany rezystancji uzwojeń, jednak wynikający stąd błąd przetwarzania moŝna 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 Mawella, którego schemat ideowy przedstawiony jest na rys.6. Przetwornik indukcyjnościowy o impedancji Z =R +jωl włączany jest w jedno z ramion mostka, w pozostałych trzech ramionach występują natomiast elementy wzorcowe, mianowicie wzorzec indukcyjności własnej (cewka wzorcowa) o impedancji Z w =R w +jωl w oraz dwa rezystory wzorcowe R 1, R 2. Z =R +jωl C Z w =R w +jωl w A DZ B R 1 D R 2 G Rys. 6. Schemat ideowy mostka Mawella

8 Występują dwa typy mostków pomiarowych: mostek zrównowaŝony oraz mostek niezrównowaŝony. W mostku zrównowaŝonym w przekątnej C - D występuje detektor zera DZ, czyli wskaźnik równowagi (rys. 6). W takim mostku proces pomiarowy polega na regulowaniu wartości rezystancji R 1, R 2, aŝ do chwili uzyskania stanu równowagi to znaczy zaniku róŝnicy potencjałów między punktami C - D, co wskazuje detektor DZ. Poszukiwane parametry R, L oblicza się z odpowiednich wzorów: R1 R = X RW R2 R1 L = X LW R W mostku niezrównowaŝonym nie doprowadza się do zaniku róŝnicy potencjałów między punktami C, D, lecz mierzy napięcie między tymi punktami, jakie pojawia się tam, po włączeniu nieznanej impedancji Z. 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 róŝnicowych Najkorzystniejsze właściwości przetworników indukcyjnościowych uzyskuje się w tak zwanych układach róŝnicowych, złoŝonych z dwóch przetworników. Wzrostowi parametrów w jednym przetworniku towarzyszy wtedy takie same względne zmniejszenie parametrów w drugim przetworniku, dzięki czemu uzyskuje się: 2 zwiększenie sygnału wyjściowego przetwornika, co oznacza zwiększenie ego czułości zwiększenie zakresu pomiarowego, zmniejszenie wpływów czynników zewnętrznych: temperatury, obcych pól magnetycznych, wahań częstotliwości napięcia zasilającego WaŜnymi elementami układów pomiarowych z przetwornikami indukcyjściowych są prostowniki fazoczułe. Pozwalają one na określenie nie tylko wartości przesunięcia, ale takŝe jego kierunku.

9 5.1. Przetwornik transformatorowy róŝnicowy PoniewaŜ w trakcie ćwiczenia wykorzystywany jest przetwornik transformatorowy róŝnicowy, 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. M 1,2 R 1 R 2 L 2 U 1 U zas L 1 M 2,3 U wy R obc L 3 U 2 M 1,3 Rys.7. Schemat ideowy przetwornika transformatorowego róŝnicowego Zasada działania przetwornika polega na zmianie indukcyjności wzajemnych M 1,2, M 1,3 między obwodem zasilającym (uzwojeniem pierwotnym transformatora) a obwodem wtórnym (dwiema połączonymi w układzie róŝnicowym sekcjami uzwojenia wtórnego), wywołanej przemieszczeniem się rdzenia ferromagnetycznego. Przy stałej wartości napięcia zasilającego U zas (stałej amplitudzie i częstotliwości), zmienia się napięcie wyjściowe przetwornika U wy. Właściwie moŝna tu mówić o wyjściowej sile elektromotorycznej, poniewaŝ napięcie to mierzone jest praktycznie bez poboru prądu. Gdy rdzeń połoŝony jest symetrycznie względem uzwojeń, w obu identycznych sekcjach uzwojenia wtórnego indukują się identyczne napięcia u 1, u 2 (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 zaleŝności od kierunku przesunięcia rdzenia, zmienia się przesunięcie fazowe φ między napięciem zasilającym U zas i wyjściowym U wy.

10 Na rysunku 8. przedstawione są charakterystyki wyjściowe przetwornika transformatorowego róŝnicowego. φ U wy π π /2 0 U 0 Rys. 8. Charakterystyki wyjściowe przetwornika transformatorowego róŝnicowego Jak pokazuje to rysunek 8. w przetworniki rzeczywistym istnieje zawsze pewne napięcie zerowe U 0. 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 róŝnicowego typu PNy5 produkcji firmy PELTRON. Jego schemat ideowy przedstawiony jest na rysunku 9. u 1 U WY 2,2 µf 1kΩ C Zasilanie B U E z = 3,6V 3 khz 2 X BCW 71 E u 2 B 1kΩ C 10kΩ Rys. 9 Schemat ideowy przetwornika typu PNy5 NiŜej podano niektóre informacje dotyczące przetwornika PNy5 zawarte w karcie katalogowej producenta.

11 Miniaturowe, transformatorowe przetworniki przemieszczeń liniowych serii PNy stosowane są do pomiaru małych odkształceń z duŝą precyzją i dokładnością. Przetworniki budowane są w oparciu o transformator róŝnicowy umieszczony w cylindrycznej obudowie, w którą wbudowano demodulator. W cewce transformatora znajduje się ruchomy rdzeń magnetyczny, od połoŝenia którego zaleŝny jest sygnał wyjściowy. Nasze urządzenia stosowane są we wszystkich gałęziach przemysłu, jak równieŝ 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 obciąŝenia: 10 kω Sygnał wyjściowy: 1,2 V DC Rezystancja izolacji: 20 MΩ Czułość: 136 ± 10% (mv/v)/mm Zero elektryczne: 3,0 mm ±0,1 mm Wobec braku szczegółowych danych ze strony producenta, dotyczących badanego przetwornika, moŝemy jedynie jakościowo opisać zasadę jego działanie. Przetwornik transformatorowy typu PNy5 współpracuje z prostownikiem fazoczułym, który stanowią dwa identyczne tranzystory typu n-p-n. Napięcie u 2 indukowane w dolnej połówce uzwojenia wtórnego w odpowiednich półfalach napięcia sinusoidalnego wprowadza oba tranzystory w stan nasycenia (przewodzenia) albo zatkania (odcięcia). Gdy napięcie u 2 ma zwrot dodatni (wskaz napięcia narysowany linią ciągłą), bazy obydwu tranzystorów zyskują potencjały dodatnie względem swoich emiterów i przy odpowiedniej wartości napięcia u 2 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

12 wtórnego. Na wyjściu przetwornika pojawia się w tym stanie rzeczy napięcie U WY będące róŝnicą napięć u 1 oraz u 2. Gdy rdzeń ferromagnetyczny przetwornika znajduje się dokładnie w pozycji środkowej, napięcia u 1 i u 2 mają identyczne wartości, zaś ich róŝnica jest równa zeru. Napięcie wyjściowe U WY przetwornika nie jest dokładnie równe zeru, gdyŝ napięcie u 1 przewyŝsza nieco napięcie u 2, 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 u 1. Gdyby w rozpatrywanej chwili rdzeń ferromagnetyczny był przesunięty ku górze, przewaga napięcia u 1 nad napięciem u 2 byłaby większa, większe byłoby takŝe 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 u 2 polaryzuje obydwa tranzystory zaporowo i w przybliŝeniu wyjście przetwornika zostaje odcięte od obydwu napięć wtórnych (U WY 0). JeŜeli rdzeń przetwornika zostanie przesunięty ku dołowi, napięcie u 2 zyska przewagę nad napięciem u 1 i w tym półokresie napięcia, w którym tranzystory przewodzą, róŝnica napięć u 1, u 2 przyjmie zwrot napięcia u 2. Stosownie do tego zmieni się na przeciwny takŝe zwrot napięcia wyjściowego U WY przetwornika. W ten sposób zidentyfikowany zostanie kierunek przemieszczenia się rdzenia, a co za tym idzie, kierunku ruchu obiektu badanego. ObciąŜenie przetwornika rezystorem 10 kω jest potrzebne do prawidłowej pracy prostownika fazoczułego. Woltomierz cyfrowy, jakim mierzy się napięcie wyjściowe przetwornika, ma bowiem zbyt duŝą rezystancję wewnętrzną, by obciąŝać układ dostatecznie duŝym prądem, wymaganym do prawidłowej pracy tranzystorów. Równolegle przyłączona pojemność słuŝy 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 (V 1 ) pracuje w trybie AC (pomiar napięcia zmiennego), drugi zaś (V 2 ) w trybie DC (pomiar napięcia stałego). Ćwiczącym poleca się wykonanie dwóch wymienionych niŝej ZADAŃ.

13 V 1 V 2 U G (AC) U WY (DC) GENERATOR NAPIĘCIA SINUSOI DALNEGO BADANY PRZETWORNIK PNy5 OBCIĄśENIE ZNAMIONOWE Rys. 10. Schemat układu pomiarowego ZADANIE 1 Zbadaj wpływ częstotliwości napięcia zasilającego przetwornik na jego charakterystykę przetwarzania U WY = f() ZALECENIA: 1) NaleŜy nastawić zadaną w Tablicy 1 wartość napięcia U G Uwaga: Napięcie wyjściowe generatora naleŝy nastawiać dopiero po przyłączeniu do niego badanego przetwornika wraz z obciąŝeniem znamionowym oraz przy wskazaniu śruby mikrometrycznej 40 mm. 2) NaleŜy zmieniać połoŝenie rdzenia przetwornika nastawiając na śrubie mikrometrycznej wskazane w Tablicy 1 wartości X µ i notując wartości napięcia wyjściowego U WY 3) W sprawozdaniu naleŝy wykreślić na papierze milimetrowym we wspólnym układzie współrzędnych prostokątnych zaleŝności U WY = f(x P ) dla trzech wymienionych w Tablicy 1 częstotliwości napięcia zasilającego przetwornik. Niedopuszczalne są wykresy komputerowe! NaleŜy przyjąć następujące współczynniki skali: Oś Y: 1 cm ~ 0,2 V Oś X: 1 cm ~ 0,5 mm

14 Tablica 1 L.p. X µ X P = = X µ - 40 U G = 3,6 V f = 2 khz f = 3 khz f= 4 khz U WY U WY U WY - 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 µ - wskazanie śruby mikrometrycznej X p = X µ - 40 mm przemieszczenie rdzenia przetwornika

15 ZADANIE 2 Zbadaj wpływ wartości napięcia U G zasilającego przetwornik na jego charakterystykę przetwarzania U WY = f(). ZALECENIA: 1) NaleŜy nastawić zadaną w Tablicy 2 zalecaną przez producenta wartość częstotliwości napięcia zasilającego przetwornik. Uwaga: Napięcie wyjściowe generatora naleŝy nastawiać dopiero po przyłączeniu do niego badanego przetwornika wraz z obciąŝeniem znamionowym oraz przy wskazaniu śruby mikrometrycznej 40 mm. 2) NaleŜy zmieniać połoŝenie rdzenia przetwornika nastawiając na śrubie mikrometrycznej wskazane w Tablicy 2 wartości X µ i notując wartości napięcia wyjściowego U WY 3) W sprawozdaniu naleŝy wykreślić na papierze milimetrowym we wspólnym układzie współrzędnych prostokątnych zaleŝności U WY = f(x P ) dla wszystkich wartości napięcia U G. Niedopuszczalne są wykresy komputerowe! NaleŜy przyjąć następujące współczynniki skali: Oś Y: 1 cm ~ 0,2 V Oś X: 1 cm ~ 0,5 mm 4) Określić średnie wartości czułości S P przetwornika dla kaŝdego z trzech napięć zasilających. Wyniki wpisać do Tablicy 3. Czułość przetwornika definiowana jest następująco: S P du = dx WY P U X W tym wypadku z kolei wskazane jest posłuŝenie 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. WY P

16 Tablica 2 L.p. X µ X P = = X µ - 40 f = 3 khz U G = 2,6 V U G = 3,6 V U G = 4,6 V U WY U WY U WY - 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 µ - wskazanie śruby mikrometrycznej X p = X µ - 40 mm przemieszczenie rdzenia przetwornika Na podstawie wyników zawartych w Tablicy 2 naleŝy obliczyć średnie wartości czułości badanego przetwornika dla poszczególnych napięć zasilających. Wyniki wpisać do Tablicy 3.

Tablica 3. Średnie wartości czułości S P przetwornika Napięcie zasilające V 2,6 3,6 4,6 Średnia czułość S P V/mm 17 8. Wymagania BHP Warunkiem przystąpienia do praktycznej realizacji ćwiczenia jest zapoznanie się z instrukcją BHP i instrukcją przeciw poŝarową oraz przestrzeganie zasad w nich zawartych. Wybrane urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym mogą posiadać instrukcje stanowiskowe. Przed rozpoczęciem pracy naleŝy zapoznać się z instrukcjami stanowiskowymi wskazanymi przez prowadzącego. W trakcie zajęć laboratoryjnych naleŝy przestrzegać następujących zasad. Sprawdzić, czy urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym są w stanie kompletnym, nie wskazującym na fizyczne uszkodzenie. Sprawdzić prawidłowość połączeń urządzeń. Załączenie napięcia do układu pomiarowego moŝe się odbywać po wyraŝeniu zgody przez prowadzącego. Przyrządy pomiarowe naleŝy ustawić w sposób zapewniający stałą obserwację, bez konieczności nachylania się nad innymi elementami układu znajdującymi się pod napięciem. Zabronione jest dokonywanie jakichkolwiek przełączeń oraz wymiana elementów składowych stanowiska pod napięciem. Zmiana konfiguracji stanowiska i połączeń w badanym układzie moŝe się odbywać wyłącznie w porozumieniu z prowadzącym zajęcia. W przypadku zaniku napięcia zasilającego naleŝy niezwłocznie wyłączyć wszystkie urządzenia. Stwierdzone wszelkie braki w wyposaŝeniu stanowiska oraz nieprawidłowości w funkcjonowaniu sprzętu naleŝy przekazywać prowadzącemu zajęcia. Zabrania się samodzielnego włączania, manipulowania i korzystania z urządzeń nie naleŝących do danego ćwiczenia. W przypadku wystąpienia poraŝenia prądem elektrycznym naleŝy niezwłocznie wyłączyć zasilanie stanowisk laboratoryjnych za pomocą wyłącznika bezpieczeństwa, dostępnego na kaŝdej tablicy rozdzielczej w laboratorium. Przed odłączeniem napięcia nie dotykać poraŝonego.

18 9. Pytania i zadania kontrolne 1. Omów zasadę działania przetworników indukcyjnościowych impedancyjnych: a) dławikowego, b) solenoidalnego, c) wiroprądowego 2. Omów zasadę działania przetworników indukcyjnościowych transformatorowych 3. Jaką zaletę mają przetworniki w układzie róŝnicowym w porównaniu z przetwornikami prostymi 4. Narysuj i objaśnij schemat ideowy mostka Mawella 5. Jaką rolę odgrywają w układach pracy przetworników indukcyjnościowych prostowniki fazoczułe? 10. Literatura 1. Chwaleba A., Czajewski J.: Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1993 2. Michalski A., Tumański S., śyła 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