Задание. Измерить чувствительность датчиков с помощью цифрового мультиметра

Измерить чувствительность датчиков с помощью цифрового мультиметра. Для этого измерить сопротивление датчиков и напряжение на их выводах при комнатной температуре, максимально пониженной и максимально повышенной температуре.

Методические указания. Сопротивления датчиков измерять для двух противоположных подключений мультиметра к датчикам для каждой температуре. Минимальную температуру установить пропуская ток величиной 2 А через элемент Пельтье в отрицательном направлении с последующей выдержкой в течении времени не менее 10 мин. Максимальную температуру установить пропуская ток величиной 2, 5 А через элемент Пельтье в положительном направлении с последующей выдержкой в течение времени не менее 10 мин. Чувствительность датчиков определять как отношение изменения измеренных значений датчиков к соответствующим изменениям температуры.

Определить относительную чувствительность параметрических датчиков как отношение измеренных значений чувствительности датчиков к величине измеренного параметра датчика при комнатной температуре.

Определить инструментальную погрешность измерения абсолютной и относительной чувствительности датчиков.

Сравнить чувствительность датчиков.

Исследовать схему преобразования сопротивления параметрических датчиков в напряжение при запитке возбужда­ющим током через балластный резистор от источника постоянного напряжения. (Рис. 12).

Рисунок 12. Схема преобразования сопротивления параметрических датчиков в напряжение при запитке возбужда­ющим током через балластный резистор от источника постоянного напряжения.

Определить сопротивление балластного резистора, при котором чувствительность датчиков и схемы преобразования сопротивления датчиков в напряжение максимальна. Определить погрешность определения чувствительности для оптимальной величины балластного резистора.

Исследовать схему преобразования сопротивления параметрических датчиков в напряжение при запитке стабилизированным возбужда­ющим током через нелинейный балластный резистор от источника постоянного тока. (Рис. 13).

Рисунок 13. Схема преобразования сопротивления параметрических датчиков в напряжение при запитке стабилизированным возбужда­ющим током через нелинейный балластный резистор от источника постоянного тока..

Исследовать схему преобразования сопротивления параметрических датчиков в напряжение при их включении в мостовую схему. (Рис. 14).

Рисунок 14. Схема схему преобразования сопротивления параметрического датчика в напряжение при его включении в мостовую схему.

Определить инструментальную погрешность определения чувствительности.

Сравнить чувствительности и погрешность определения их чувствительности для различных датчиков и разных схем включения.

Исследовать влияние изменений параметров линии связи на температурную зависимость выходного напряжения параметрических датчиков, включенных в мостовую схему. (Рис. 15).

Рисунок 15. Схема преобразования сопротивления параметрического датчика в напряжение при его удалённом включении в мостовую схему.

Исследовать трех проводную схему включения параметрического датчика в мостовую схему. (Рис. 16).

Рисунок 16. Трех проводная схема подключения параметрического датчика при его удалённом включении в мостовую схему.

Исследовать динамические характеристики параметрических датчиков, при включении их в мостовую схему по переходной характеристике и комнатной температуре (Рис. 17).

Рисунок 17. Схема для исследования переходной характеристики параметрического датчика.

Сформулировать выводы по результатам выполненных исследований.

Дать заключение по чувствительности, статической и динамической погрешности измерений для различных датчиков и схем их включения.

Дать рекомендации по использованию датчиков, схем их включения и повышению их метрологических свойств.

9. Вопросы для допуска к работе

1) Цель данной работы.

2) Разновидности температурных воздействий на РЭА.

3) Изменение параметров материалов, из которых изготавливаются элементы конструкции РЭА, при изменении температуры окружающей среды.

4) Вредные последствия для конструкции РЭА, которым приводят температурные изменения.

5) Виды датчиков температуры.

6) Измерительные схемы, используемое для включения параметрических датчиков.

7) Формирование необходимых температурных режимов.

8) Принципы работы приборов для измерения, контроля, регистрации и поддержания температуры.

9) Принципы определения оптимальных параметров измерительной схемы.

10) Состав лабораторной установки.

10. Порядок проведения испытаний

1) Измерить сопротивления и напряжения на выводах термодатчиков.

2) Измеряя мультиметром сопротивление R13 установить его величину равной сопротивлению термодатчика.

3) Включить питание элемента Пельтье G2 и установить ток через него величиной 2А.

4) Подключить терморезистор R9 к источнику питания G3 через переменный резистор R13, а цифровой мультиметр к выводам терморезистора.

5) После достижения установившегося значения температуры на спиртовом термометре измерить напряжения на термодатчике.

6) Повторить п. 2…5 терморезистора R11.

7) Подключить термодиод V3 к источнику питания G3 через полевой транзистор V5 и выполнить п. 5 и 6.

8) Повторить п. 7 для термодиода V4.

9) Повторить п. 2…5 терморезистора R11.

10) Переключателем S3 изменить полярность питания элемента Пельтье G2 и установить ток через него величиной 2А.

11) Повторить п. 4…9.

12) Измеряя мультиметром сопротивление R13 установить его величину в два раза больше сопротивления термодатчика и повторить п. 4 и 5, а затем п. 3, 4 и 5.

13) Измеряя мультиметром сопротивление R13 установить его величину в два раза меньше сопротивления термодатчика и повторить п. 10 и 5, а затем п. 3… 5.

14) Собрать мостовую схему включения термодатчиков, используя резисторы R10 и R12 или R13 и R14, предварительно установив их сопротивления равным сопротивлению термодатчиков при нормальной температуре; для термодиодов использовать полевой транзистор V5.

15) Измерить напряжение в измерительной диагонали мостовой схемы.

16) Переключателем S3 изменить полярность тока питания элемента Пельтье G2 и установить ток через него величиной 2А.

17) После достижения установившегося значения температуры на спиртовом термометре измерить напряжения на измерительной диагонали мостовой схемы.

18) Подключить термодатчик к мостовой схеме через элементы линии связи и выполнить п. 15 при включении и выключении кнопки S1 (S2 должен находиться в разомкнутом положении).

19) Изменяя величину и полярность тока питания элемента Пельтье снять зависимость термоЭДС термопары В1 от температуры.

11. Содержание отчета

1) Цель работы.

2) Краткое описание лабораторной установки.

3) Данные измерений, таблица, графики зависимости.

4) Выводы о характере полученных зависимостей.

5) Выводы по результатам исследований датчиков температуры и измерительных схем.

.

12. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И.Гуров. Аналоговая и цифровая электроника. [Текст] - М.: Горячая линия - Телеком, 2000.- 800с..

2. Левшина Е. С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи) [Текст]. Учеб. пособие для вузов. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1983. –320с., ил.

1. «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». Сборник материалов XV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов. Под редакцией профессора В. Н. Азарова. [Текст] М.: МГИЭМ, 2003.-337 с.