Примітки: Вимірювання повіряємим тахометром з відбиванням світлового потоку здійснювати тільки після адаптації тахометра до мітку об’єкту вимірювання.

Вінницький національний технічний університет

Кафедра теоретичної електротехніки та електричних вимірювань

 

 

ОСНОВИ МЕТРОЛОГІЇ

ТА

ЕЛЕКТРИЧНІ ВИМІРЮВАННЯ

 

 

П Р О Т О К О Л

Виконання лабораторної роботи № 6

Повірка вимірювального

Каналу кутової швидкості

Лабораторну роботу виконав ст.гр.__________________________

Викладач: ________________________________________________

 

 

 

 

Вінниця , 2012

 

 

Повірка вимірювального

каналу кутової швидкості

 

 

Дата виконання:_________

 

Викладач:________________ Виконавці:

______________________

______________________

______________________

______________________

Група ________

Бригада № ____

Мета: вивчення принципів побудови вимірювальних каналів кутової швидкості та їхньої повірки методом зразкових приладі Градуювання вимірювального каналу кутової швидкості з фотоелектричним сенсором з перериванням світлового потоку

Лабораторна установка складається з регульованого джерела живлення, цифрового частотоміра, мікропроцесорного тахометра з перериванням світлового потоку.

1. Задавши регульованим джерелом напруги живлення електричному двигуну (від 11 В до 20 В), здійснити вимірювання частоти на виході фотоелектричного сенсора частотоміром а кутової швидкості мікропроцесорним тахометром. Результати експерименту занести до табл.1.

 

Таблиця 1 – Результати вимірювань

Найменування
Напруга живлення, В
Частота, Гц                    
Розраховані значення кутової швидкості, об/хв                    
Виміряні значення кутової швидкості, об/хв                    

 

1.1. Побудувати залежність напруги живлення електричного двигуна від виміряних значень кутової швидкості.

1.1.1. Запустіть програму NUMERI (numeri.exe).

1.1.2. Для експериментальної статичної характеристики виконайте таку послідовність дій.

- Натисніть клавішу 3.

- Натисніть клавішу 1.

- Натисніть клавішу 1.

- Натисніть клавішу 3.

- Задайте кількість значень =10.

- Задайте крок по х=1.

- Задайте початкове значення 11 В.

- Натисніть клавішу F10.

- Введіть за допомогою клавіатури 10 значень результатів виміряних значень напруги з табл.1.

- Після завершення введення даних натисніть клавішу F10.

- Натисніть клавішу 1.

- Подайте у звіті графічну залежність вихідної у і вхідної х величин (експериментальну статичну характеристику), яка представлена на екрані монітора.

 

Отримання емпіричної функції перетворення

- Почерговим натисканням клавіші Esc увійдіть в меню “Поліном” і натисніть клавішу 2.

- Задайте степінь полінома 1 і натисніть клавішу F10.

- Запишіть коефіцієнти а[0], а[1] для полінома такого вигляду:

у = а[0]+ а[1]*х

: а[0]= ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­____________________; а[1]= ____________________

- Запишіть отриману функцію перетворення у вигляді:

у = а[0]+ а[1]*х.

Отримання емпіричної статичної характеристики

- Почерговим натисканням клавіші Esc увійдіть в меню “Дані” і натисніть клавішу 1.

- Натисніть клавішу 1.

- Натисніть клавішу 1.

- Запишіть отриману емпіричну залежність у вигляді:

Наприклад: у = 0,0086061+0,0401485*Х

у=__________________________________________________

 

- Задайте діапазон зміни напруг. Наприклад,

від х = 11

до х = 20.

- Задайте кількість значень =10 (число опорних точок).

- Задайте крок =1.

- Натисніть клавішу F10.

- Натисніть клавішу 1.

- Представте у звіті емпіричну статичну характеристику, яка на екрані монітора.

- Побудуйте не одному графіку експериментальну, емпіричну і теоретичну статичні характеристики.

 

2 Повірка вимірювального каналу кутової швидкості з фотоелектричним сенсором з відбиванням світлового потоку

 

Для виконання вимірювань необхідно виконати таку послідовність дій:

2.1. Зібрати схему електричну для проведення вимірювального експерименту.

2.2. Після перевірки схеми викладачем подати напругу електричної мережі на зразковий тахометр, повіряємий тахометр і електричний двигун (об’єкт вимірювання).

2.3. Задавши регульованим джерелом напруги живлення електричному двигуну (від 11В до 20 В), здійснити вимірювання кутової швидкості на виході повіряємого і зразкового тахометрів. Результати експерименту занести до табл.2.

Примітки: Вимірювання повіряємим тахометром з відбиванням світлового потоку здійснювати тільки після адаптації тахометра до мітку об’єкту вимірювання.

 

Таблиця 2 – Результати повірки

Найменування
Напруга живлення, В
Дійсні значення кутової швидкості, об/хв                    
Виміряні значення кутової швидкості, об/хв                    

 

2.4. Оцінити абсолютну , відносну і зведені похибки вимірювального каналу кутової швидкості і результати розрахунків занести до табл.3.

 

Таблиця 3 – Похибки вимірювального каналу

Найменування
Дійсні значення кутової швидкості, об/хв                    
Абсолютна похибка, об/хв. (                    
Відносна похибка, %                    
Зведена похибка, %                    

 

2.5. За результатами розрахунків, які наведені в табл.3, побудувати такі залежності:

- ;

- ;

- .

 

3 Нормування похибок вимірювального каналу кутової швидкості з фотоелектричним сенсором з відбиванням світлового потоку

3.1. Визначити нормовані значення для абсолютної, відносної і зведеної похибок і результати занесіть до табл.4.

3.2. Для встановлення нормованого значення відносної та зведеної похибок використайте такий ряд:

[1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0]·10n, де n=1, 0, -1, -2, -3, ... .

3.3. Результати розрахунків занести до табл.4.

Таблиця 4 – Нормовані значення похибок

Нормовані значення похибок Абсолютна Відносна Зведена
а= р= g=

 

4 Визначення похибки квантування

 

4.1. Визначити для кожної оцифрованої відмітки дійсних значень кутової швидкості кількість імпульсів N, які підрахує двійковий лічильник, якщо to =1 с, а z=10.

4.2. Визначити для кожної оцифрованої відмітки відносну похибку квантування.

4.3. Результати розрахунків занести до табл.5

 

Таблиця 5 – Похибка квантування

Найменування
Оцифровані відмітки, В
Кількість Імпульсів (N)                    
Похибка квантування, %                    

 

4.4. Побудувати експериментальну залежність похибки квантування від оцифрованих відміток.

4.5. Побудуйте теоретичну залежність похибки квантування від о цифрованих відміток шкали.

5. Зробіть висновки по роботі.

 

Контрольні питання та завдання:

1. Кутова швидкість – основні поняття та визначення.

2. Узагальнена структурна схема тахометричного перетворювача.

3. Класифікація тахометричних перетворювачів.

4. Амплітудні тахометричні перетворювачі.

5. Тахометричні перетворювачі просторового кодування.

6. Тахометричні перетворювачі частотно-часового перетворення.

7. Гальваномагнітні тахометричні перетворювачі.

8. Структурна схема, принцип дії, виведення рівняння перетворення і рівняння похибки квантування цифрового тахометра середніх значень з фотоелектричним ТП.

9. Структурна схема, принцип дії, виведення рівняння перетворення і рівняння похибки квантування цифрового тахометра миттєвих значень з фотоелектричним ТП.

10. Структурна схема, принцип дії, виведення рівняння перетворення і рівняння похибки квантування цифрового тахометра з амплітудним ТП та цифровим вольтметром послідовного наближення.

11. Структурна схема та алгоритм роботи мікропроцесорного тахометра.

12. Три форми подання функції перетворення засобу вимірювання.

13. Як визначається похибка моделі статичної характеристики вимірювального каналу кутової швидкості?

14. Наведіть основні етапи методики повірки вимірювального каналу кутової швидкості з відбиванням світлового потоку.

15. Наведіть методику нормування абсолютної, відносної і зведеної похибок вимірювального каналу.

16. Як по експериментальним даним оцінити відносну похибку квантування вимірювального каналу?

17. Мікропроцесорним тахометром миттєвих значень з фотоелектричним сенсором (z=600) здійснено вимірювання кутової швидкості nx. Частота квантування fo=102400 Гц. Визначити нижню межу вимірювання nx min, якщо в структурній схемі тахометра застосовано двійковий лічильник розрядністю n=10. Наведіть структурну схему та часові діаграми роботи вимірювального каналу, опишіть принцип його дії.