Опыт 1. Исследование цилиндрического ёмкостного измерительного преобразователя (ЕИП) линейного перемещения

 

На рисунке 1 изображены, соответственно, схематическая конструкция и электрическая эквивалентная схема данного преобразователя.

 

Рисунок 1

 

Ёмкость цилиндрического преобразователя перемещения:

 

, (3)

где l_x – перемещение электрода [см];

D_H – диаметр внешнего (наружного) электрода (D_H = 3,39 см);

D_B – диаметр внутреннего электрода (D_B = 3,1 см);

e ‑ диэлектрическая проницаемость воздуха (e = 1).

Используя эти данные получим

 

(4)

Эквивалентная ёмкость данного ЕИП:

 

, (5)

 

где С_нач – начальная ёмкость исследуемого ЕИП (С_нач = 20 пФ).

Измерения проводятся с помощью цифрового измерителя ёмкости Е 8-4, предназначенного для измерения ёмкости и тангенса угла потерь ёмкостных конденсаторов в лабораторных и цеховых условиях. Пределы измерения ёмкости конденсаторов, в зависимости от соединительных проводов, от 0,03 пФ до 15,999 мкФ.

Измерение емкости конденсатора осуществляется с помощью мостовой измерительной цепи переменного тока, выполненной по схеме трансформаторного моста.

Напряжение на измеряемом объекте не превышает 18 В.

Время одного измерения, включая автоматический выбор предела измерения, не превышает 1 с.

 

Подготовка прибора к работе

Установить тумблер СЕТЬ, тумблер СЛЕЖЕНИЕ в нижнее положение. Установить переключатель КАЛИБРОВКА в положение ВЫКЛ. Включить кабель питания в сеть.

 

Измерения в режиме периодического запуска

Установить переключатель ЗАПУСК в положение ПЕРИОДИЧ.

Включить тумблер СЕТЬ, и дать прогреться прибору 5 мин.

Присоединить исследуемый ИП к зажимам соединительного кабеля.

После запуска прибора с помощью кнопки ЗАПУСК прибор будет производить периодические измерения с индикацией результата измерения в течение 2 с.

Порядок выполнения опыта

 

Измерить ёмкость преобразователя при различных перемещениях внутреннего электрода. Шаг измерений задаёт преподаватель. Данные занести в таблицу 1.

Определить чувствительность измерительного преобразователя.

, (6)

где k_ном – номинальный коэффициент преобразования.

Записать уравнение номинальной характеристики данного ёмкостного ИП. Построить графики С_ср= f(l_x), С= f(l_x).

 

Таблица 1

 

Экспериментальные данные	Расчётные данные
lx, см	С1, пФ	С2, пФ	С3, пФ	Сср= (С1+ +С2+С3)/3	С= =Снач+Срасч	Δ= Сср- -С	J=(Δ/Сном)100%

 

Опыт 2. Исследование ЕИП углового перемещения (град)

Введённый в кинематическую схему редуктор позволяет с необходимой точностью установить угол поворота (перекрытия) пластин ротора и статора (рисунок 2).

Ёмкость ИП углового (град.) перемещения:

, (7)

где R = 2 см – внешний радиус кольца;

r = 1,5 см – внутренний радиус кольца;

N = 8 – количество пластин;

(N -1) – количество промежутков;

j – угол перемещения в рад.

d = 0,09 см – расстояние между пластинами.

1 – пластины конденсатора; 2 – редуктор привода ротора конденсатора

Рисунок 2 – Конструкция и кинематическая схема ЕИП углового перемещения

 

Порядок выполнения опыта

 

Измерить ёмкость ИП при различных перемещениях ротора. Шаг измерений задаёт преподаватель. Данные занести в таблицу 2.

Построить графики зависимости С= f(j_x), С_ср= f(j_x).

Записать уравнение номинальной характеристики данного ёмкостного ИП.

 

Таблица 2

 

Экспериментальные данные	Расчётные данные
jх, град.	j= = jх/2, град.	j, рад.	С1, пФ	С2, пФ	С3, пФ	Сср= (С1+ +С2+С3)/3	С=Снач+ +Срасч	Δ=Сср-С	j=(Δ/Сном)× ×100%