Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Датчики в системах автоматики на горных предприятиях : лаб. практикум

Испытание датчиков напряжения и тока

Цель работы - определить передаточные характеристики и оценить погрешность датчиков тока и напряжения с гальванически изолированными цепями входа и выхода.

При выполнении работы испытываются аналоговые датчики напряжения и тока с гальванической развязкой между цепями входа и выхода:

датчик тока с преобразователем Холла LTS 6-NP;

датчик тока с опторазвязкой на основе микросхемы HCPL 7840;

датчик напряжения с опторазвязкой на основе микросхемы HCPL 7840;

трансформатор напряжения; трансформатор тока.

Датчики 1,2,3 испытываются как на постоянном, так и на переменном токе или напряжении; трансформаторы 4 и 5 - только на переменном напряжении или токе (рис. 7.2).

Перечень применяемой аппаратуры приведен в табл. 7.1

Перечень аппаратуры

Таблица 7.1

Приборы

Тип

Параметры

G1 - однофазный источник питания

218.1

-220 В/16 А

А1 - источник питания

216.1

0-20 В; 0,5 А; 0-5 В; 1,5 А; 0-10 кГц

АЗ - блок мультиметров

509.3

MY60T; MY65

А8 - блок датчиков тока и напряжения

402.4

5 датчиков с гальванической развязкой

Краткие теоретические сведения. При выполнении работы используется блок датчиков тока и напряжения А8 (402.4) (рис. 7.2). В блок встроены испытываемые датчики с необходимыми шунтами или делителями напряжения и источниками питания. На вход испытываемого датчика подается постоянное или переменное напряжение или ток от источника питания А1 (216.1) (рис. П.4.1, прил. 4). Выходной сигнал датчиков измеряется мультиметром (блок АЗ, 509.3).

Датчики 1, 2 и 3 (рис. 7.2) питаются от встроенных в блок А7 источников питания +5 В. При испытании этих датчиков необходимо включить выключатель «Сеть» блока датчиков тока и напряжения.

Схемы электрические соединений при испытании датчиков тока и напряжения показаны на рис. 7.3-7.8. На всех схемах входной сигнал датчика (напряжение или ток) поступает от источника питания А1 (216.1) и измеряется мультиметром MY60T блока АЗ (509.3). Выходной сигнал датчиков измеряется мультиметром MY65 (блок АЗ). Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков А1, АЗ, А8.

Компенсационный датчик тока с преобразователем Холла LTS б-Np выполнен на магнитопроводе с тремя обмотками: две измерительных (3 витка на пределе 2А; 12 витков на пределе 0,5 А) и компенсирующая. Датчик Холла установлен в зазоре магнитопрово- да и измеряет его магнитный поток. На основе сигнала датчика Холла следящая система автоматического регулирования задает ток компенсирующей обмотки так, чтобы магнитный поток в магнитопроводе был равен нулю. Датчик работает как на постоянном, так и на переменном токе. Выходной сигнал датчика - напряжение, изменяющееся в диапазоне ±0,625+2,5 В. Частотный диапазон датчика 0-100 кГц (погрешность 6 %). Измерительные обмотки датчика можно использовать одновременно для вычисления суммы и разности двух токов. Подробное описание датчика приведено в файле lts6-np.pdf.

Схема испытания датчика LTS б-Np представлена на рис. 7.3. Мультиметр MY60T блока АЗ измеряет ток на входе датчика, а мультиметр MY65 - напряжение на выходе датчика. Источник питания А1 задает постоянный или переменный ток в цепи из последовательно соединенных резистора сопротивлением 2 Ом (установлен в блоке А1), обмотки датчика тока (блок А8), входа измерения тока мультиметра MY60T (гнёзда А и СОМ, блок АЗ).

Блок датчиков тока и напряжения

Рис. 7.2. Блок датчиков тока и напряжения: 1 - датчик тока с преобразователем Холла LTS 6-NP; 2 - датчик тока с опторазвязкой на основе микросхемы HCPL 7840; 3 - датчик напряжения с опторазвязкой на основе микросхемы HCPL 7840; 4 - трансформатор напряжения; 5 - трансформатор тока АС 1005

Электрическая схема соединений при испытании датчика тока с преобразователем Холла (LTS 6-NPj

Рис. 7.3. Электрическая схема соединений при испытании датчика тока с преобразователем Холла (LTS 6-NPj

Схема испытания датчика тока с опторазвязкой на основе микросхемы HCPL 7840

Рис. 7.4. Схема испытания датчика тока с опторазвязкой на основе микросхемы HCPL 7840

На основе микросхемы с опторазвязкой HCPL 7840 выполнены датчики тока (рис. 7.4) и напряжения (рис. 7.5). На вход микросхемы подается напряжение с шунта (датчик тока) или делителя напряжения

(датчик напряжения). Микросхема имеет дифференциальный вход с номинальным диапазоном входных сигналов ±200 мВ и выходы: (неинвертирующий ±0,8+2,5 В и инвертирующий +0,8+2,5 В). При измерении разности напряжений на выходах микросхемы постоянные составляющие вычитаются и выходной сигнал меняется в диапазоне ±1,6 В, т. е. номинальный коэффициент усиления микросхемы равен восьми. Частотный диапазон микросхемы при погрешности не более 5 % равен 0-20 кГц.

Датчик тока на основе HCPL 7840 испытывается по схеме, рис. 7.4. Источник питания А1 задает постоянный или переменный ток в цепи из последовательно включенных шунта датчика тока (блок А8) и входа измерения тока мультиметра MY60T (гнёзда А и СОМ, блок АЗ). Для облегчения регулировки тока датчик целесообразно подключить к выходу источника А1 через резистор сопротивлением 2 Ом (установлен в блоке А1).

Датчик напряжения на основе HCPL 7840 испытывается по схеме на рис. 7.5. Источник питания А1 задает постоянное или переменное напряжение в цепи из параллельно соединенных делителя датчика напряжения (блок А8) и входа измерения напряжения мультиметра MY60T (гнёзда V и СОМ, блок АЗ).

Трансформатор напряжения испытывается по схеме, см. рис. 7.6. На первичную обмотку (U1) подается переменное напряжение частотой 50 Гц с выхода источника питания А1. Это же напряжение измеряется мультиметром MY60T блока АЗ. Выходное напряжение трансформатора (U2) измеряется мультиметром MY65. Трансформатор работает в режиме холостого хода, так как входное сопротивление мультиметра около 10 МОм.

Трансформатор тока АС 1005 испытывается по схемам рис. 7.6-7.8. Эти схемы отличаются сопротивлениями нагрузки трансформатора тока. Во всех схемах переменный ток первичной обмотки частотой 50 Гц задается источником питания А1. К выходу А1 последовательно подключены резистор 2 Ом (встроен в А1), одна из первичных обмоток трансформатора тока (1 А или 0,5 А) и вход измерения тока (гнезда А и СОМ) мультиметра MY60Т

В схеме (рис. 7.6) вторичная обмотка трансформатора тока 12 подключена к входу измерения тока мультиметра MY65. В этом случае сопротивление нагрузки вторичной обмотки 10 Ом, на пределе 20 мА. Включенное параллельно обмотке, сопротивление в 1 кОм можно не учитывать.

но

Схема испытания датчика напряжения с опторазвязкой

Рис. 7.5. Схема испытания датчика напряжения с опторазвязкой

Схема испытания трансформатора тока при подключении его вторичной обмотки к входу измерения тока мультиметра МУ65

Рис. 7.6. Схема испытания трансформатора тока при подключении его вторичной обмотки к входу измерения тока мультиметра МУ65

В схеме (рис. 7.7) вторичная обмотка трансформатора тока 12 нагружена на параллельно соединенные резисторы 1 кОм и 250 Ом, т. е. сопротивление нагрузки равно 200 Ом. Напряжение на этом

ill сопротивлении измеряется мультиметром MY65. При номинальном токе вторичной обмотки 5 мА напряжение на нагрузке составит 1 В.

В схеме (рис. 7.8) вторичная обмотка трансформатора тока 12 нагружена на резистор в 1 кОм. Напряжение на этом сопротивлении измеряется мультиметром MY65. При номинальном токе вторичной обмотки 5 мА напряжение на нагрузке составит 5 В.

Схема испытания трансформатора тока при подключении его вторичной обмотки к нагрузке 200 Ом

Рис. 7.7. Схема испытания трансформатора тока при подключении его вторичной обмотки к нагрузке 200 Ом

Схема испытания трансформатора тока при подключении его вторичной обмотки к нагрузке 1 кОм

Рис. 7.8. Схема испытания трансформатора тока при подключении его вторичной обмотки к нагрузке 1 кОм

Порядок проведения эксперимента:

Проверьте схему электропитания блоков А1, АЗ, А8 и G1. Убедитесь, что выключатели «Сеть» этих блоков отключены.

Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

Для испытаний при постоянном напряжении (токе) установите выходное напряжение источника питания близким к нулю:

Подключите к выходу источника питания А1 (гнезда 9, 77; прил. 3, рис. П.3.1) вход измерения напряжения одного из мультиметров блока АЗ. Установите постоянное выходное напряжения источника А1 (тумблер 2) и соответствующий предел измерения мультиметра.

Включите выключатель «Сеть» блоков А1 (216.1) и АЗ (509.3). Внимание! Мультиметр MY65 (блок 509.3) неработоспособен, если он включен при нажатой кнопке HOLD. Кнопку HOLD необходимо отжать.

По показаниям мультиметра установите ручкой «Ампл.» выходное напряжение источника А1 близким к нулю (диапазон 0,1-1 В для постоянного тока).

Отключите питание блоков А1 (216.1) и АЗ (509.3) выключателями «Сеть» этих блоков.

Для испытаний при переменном напряжении (токе) установите частоту выходного сигнала источника А1:

Подключите к выходу источника питания А1 (гнезда 9, 11) вход измерения напряжения мультиметра MY65 блока АЗ. Установите переменное выходное напряжения источника А1 (тумблер 2) и предел измерения частоты на мультиметре MY65.

Включите выключатель «Сеть» блоков А1 (216.1) и АЗ (509.3).

С помощью ручки «Ампл.» увеличьте выходное напряжение источника А1 для получения устойчивых показаний частоты. Тумблером 5 выберите диапазон частоты источника, а ручкой 6 «Частота» установите значение частоты, при которой будет проводиться испытание датчика.

Отключите питание блоков А1 (216.1) и АЗ (509.3) выключателями «Сеть» этих блоков.

Ручкой «Ампл.» источника А1 поверните против часовой стрелки до упора, т. е установите минимальное выходное напряжение источника.

После завершения предварительных настроек:

Убедитесь, что выключатели «Сеть» блоков А1, АЗ, А8 отключены.

из

Соедините блоки в соответствии со схемой электрической соединений выполняемого эксперимента (рис. 7.2-7.8).

Включите питание блоков А1, А2, А8.

Проведите испытание датчика напряжения или тока (см. ниже).

После завершения испытаний отключите питание всех блоков.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >
 

Популярные страницы