Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 13

Изучение нормирующего преобразователя типа Ш-79

1. Цель работы

Целью работы является изучение устройства, принципа действия и методики проверки нормирующего преобразователя.

2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда.

3. Общие положения

Нормирование сигналов широко применяется для ввода информации от ПП различных технологических параметров в современные измерительно-информационные системы.

При этом аналоговые ПП подключают к микропроцессорным контроллерам или другим вторичным приборам через нормирующие преобразователи (НП), которые бывают встроенными, в виде отдельных модулей, блоков или в виде отдельных приборов, как например Ш-79.

Существует значительное число схем НП, большинство которых реализуют прямое преобразование сигнала, как показано на рис. 28. ПП измеряемого

Рис. 28 Структурная схема нормирующего преобразователя

параметра включен в измерительную схему ИС преобразователя, которая может представлять собой четырехплечий мост, делитель напряжения и т.д.

Сигнал с выхода ИС поступает на входной усилитель ВхУ, который часто реализуют на операционных усилителях постоянного тока (термостабильных и общего назначения). Для устранения дрейфа нуля, присущего усилителям постоянного тока, ВхУ обычно выполняют по схеме «модуляция – демодуляция», где входной сигнал постоянного тока преобразуют в сигнал переменного и после усиления выпрямляют. Выходной сигнал ВхУ подают на устройство гальванической развязки УГР, что бы исключить влияние выходных цепей НП на результат измерения. Устройство гальванической развязки реализуют различными путями, например, при помощи модулятора и разделительного трансформатора или оптронов. С выхода УГР сигнал поступает к выходному усилителю УВых., который обеспечивает унификацию выходного сигнала тока (0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА) или напряжения (0…10 мВ, 0…100 мВ, 0…1 В, 0…10 В и др.).

НП типа Ш-79 является одноканальным. Класс точности обоих НП – 0,4.

4. Контрольные вопросы

4.1 Назначение и области применения нормирующих преобразователей?

4.2 Конструкции и структура НП?

4.3 Технические и метрологические характеристики Ш-79?

5. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд (рис. 29) включает в свой состав нормирующий преобразователь НП типа Ш-79, магазин сопротивления МС, блок питания БП, лабораторный автотрансформатор ЛАТР, вольтметр PV1, образцовый мультиметр PV2 и осциллограф PV3.

Рис. 29 Схема проверки нормирующего преобразователя типа Ш-79

Студенты проверяют работоспособность НП.

На вход НП подключают магазин сопротивления МС (имитатор ПП), к его выходу - осциллограф PV3 и образцовый мультиметр PV2 (через делитель R1, R2). Применение делителя позволяет преобразовать выходной сигнал 0…5 мА в сигнал 0…5 В, который контролируют при помощи мультиметра PV2.

Схема проверки НП типа Ш-79 предусматривает использование ЛАТРа для изменения питающего напряжения (~220В), которое измеряют вольтметром PV1. Три подгоночные катушки линии номинальным сопротивлением R_Л=10,0 ± 0,01 Ом каждая установлены на задней стенке Ш-79.

6. Порядок выполнения работы

Изучите рекомендованную литературу, ознакомьтесь с лабораторным стендом, подготовьте таблицы для записи результатов наблюдений. После разрешения преподавателя приступайте к работе.

6.1. Проверка НСХ нормирующего преобразователя Ш-79

6.1.1 Изменяя магазином сопротивления МС входной сигнал НП при прямом и обратном ходе по показаниям мультиметра PV2 установите следующие значения выходного сигнала НП: 0, 20, 40, 60, 80, 100 % его номинального диапазона изменения (0…5 В).

6.1.2 Зафиксируйте при этом показания магазина МС и мультиметра PV2.

6.1.3 Изменив ЛАТРом (блоком питания БП) по показаниям вольтметра PV1 напряжение питания НП в сторону повышения на +10 % от номинального (~240 В), повторите действия по п.п. 6.2.1 и 6.2.2.

6.1.4 Изменив ЛАТРом (блоком питания БП) по показаниям вольтметра PV1 напряжение питания НП в сторону снижения на минус 20 % от номинального (»~180 В), выполните п.п. 6.2.1 и 6.2.2.

6.2. Проверка пульсации выходного сигнала Ш-79

Выполняется при проверке НСХ НП путем фиксации значений пульсаций выходного сигнала постоянного тока, определяемых как максимальные отклонения мгновенного значения, измеряемых при помощи осциллографа PV3 в виде диапазона «полосы шума» выходного сигнала.

6.3. После окончания работы выключите всю аппаратуру из сети»220 В.

7. Обработка результатов опытов

7.1. Проверка НСХ нормирующего преобразователя Ш-79

Рассчитайте абсолютную, приведенную погрешности, вариацию выходного сигнала и реальный класс точности проверяемого НП. Сравните полученные результаты с паспортными данными.

7.2. Проверка пульсации выходного сигнала Ш-79

Определите максимальную амплитуду выходного сигнала НП, которая не должна превышать 0,25 основной допустимой погрешности НП.

8. Оформление протокола

8.1 На титульной стороне двойного листа укажите Ф.И.О. студента, группу, наименование лабораторной работы и дату ее выполнения.

8.2Кратко опишите стенд, цель и порядок выполнения работы.

8.3 Приведите результаты наблюдений, расчетов (таблицы, формулы) и выводы по полученным результатам.