Лабораторная работа исследование указателей положения




Скачать 192.42 Kb.
НазваниеЛабораторная работа исследование указателей положения
Дата08.11.2012
Размер192.42 Kb.
ТипЛабораторная работа




ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА


ИССЛЕДОВАНИЕ УКАЗАТЕЛЕЙ ПОЛОЖЕНИЯ

ЗАКРЫЛКОВ И СТАБИЛИЗАТОРА


Целью лабораторной работы является изучение принципа действия и устройства указателей положения закрылков УП-11-09 и стабилизатора УП-11-10, а также экспериментальное исследование их основных характеристик.


1. Назначение и устройство указателей положения закрылков
и стабилизатора



Указатель положения закрылков УП-11-09 предназначен для дистанционного измерения и индикации углов отклонения закрылков самолёта Як-40.

Аналогичные функции выполняет указатель положения стабилизатора
УП-11-10.

Принцип действия указателей положения основан на преобразовании выходного сигнала индукционного датчика (сельсина-датчика ДС-10), измеряющегося в зависимости от угла отклонения закрылков (стабилизатора), в угол поворота стрелки указателя с помощью магнитоэлектрического логометра.

Комплект указателя положения закрылков (стабилизатора) состоит из сельсина-датчика ДС-10 и индикатора положения ИП-11-09 (ИП-11-10).

Питание комплекта осуществляется от сети переменного тока 36 В 400 Гц. Потребляемая величина тока – 150 мА.

1.1. Принцип работы сельсина-датчика ДС-10



Сельсин-датчик ДС-10 представляет собой бесконтактный сельсин, состоящий из ротора и трёх статорных обмоток, расположенных под углом 120 градусов. Принцип действия сельсина иллюстрирует рис. 1.1. Если на обмотку возбуждения сельсина подать переменное напряжение UВ, то протекающий по ней ток создаёт пульсирующий магнитный поток возбуждения ФВ, направление которого будет совпадать с осью обмотки возбуждения (рис. 1.1, а). Этот поток в зависимости от положения ротора наводит в обмотках статора 0-1, 0-2, 0-3 различные по величине фазные ЭДС U01, U02, U03, которые пропорциональны проекциям магнитного потока возбуждения ФВ на соответствующие оси фазных обмоток статора (рис 1.1, б).



Рис. 1.1. Принцип действия сельсина-датчика ДС-10


а) электрическая схема; б) проекции потока возбуждения ФВ на оси статорных обмоток
для угла поворота ротора α1; в) зависимость фазных ЭДС от времени;

г) зависимость амплитуды фазных ЭДС от угла α поворота ротора с учётом сдвига фаз;
д) зависимость амплитуды фазных ЭДС от угла α поворота ротора без учёта сдвига фаз

Линейные ЭДС U12, U23, U31 статорных обмоток определяются разностью соответствующих фазных ЭДС:



Для фиксированного угла поворота роторной обмотки α1, наибольшее значение имеет ЭДС в первой фазной обмотке U01, а наименьшее значение – во второй U02 (рис. 1.1, в). Это объясняется тем, что наибольшая часть магнитного потока пересекает первую обмотку, а наименьшая – вторую. Кроме того, фазы ЭДС U02 и U03 отличаются от фазы ЭДС U01 на 180˚, т.к. вторая и третья обмотки пересекаются потоком возбуждения ФВ в направлении, противоположном потоку через первую обмотку. В связи с тем, что ЭДС, наводимые в отдельных фазных обмотках, имеют одну и ту же временную фазу, вторичная обмотка сельсинов не является трёхфазной в прямом значении этого слова. Статорная (вторичная) обмотка называется трёхфазной только с точки зрения конструктивного выполнения и размещения. При повороте ротора сельсина амплитуды ЭДС фазных обмоток U01, U02, U03 изменяются таким образом, что любому положению ротора соответствует единственное соотношение напряжений на выходных клеммах вторичной обмотки, как по величине, так и по фазе
(рис. 1.1, г, д).

1.2. Принцип работы индикатора положения ИП-11



Индикатор положения ИП-11 (рис. 1.2), представляет собой двухрамочный магнитоэлектрический логометр. В качестве ротора используется двухполюс-





Рис. 1.2. Электрическая схема указателя положения закрылков УП-11-09


1 – постоянный магнит (ротор); 2 и 3 – рамки логометра (статор)

ный магнит 1, расположенный внутри рамок 2 и 3, а в качестве статора – две рамки с обмотками, расположенными под углом 120˚. На оси ротора жёстко закреплена стрелка указателя. Добавочное сопротивление Rд служит для выравнивания электрических сопротивлений рамок логометра и включено последовательно с внутренней рамкой. Резисторы R1 и R3 (одно из меди, а другое – из манганина) служат для компенсации температурной погрешности, связанной с влиянием температуры окружающей среды (в кабине) на электрическое сопротивление рамок логометра.

Шкала индикатора положения закрылков ИП-11-09 имеет оцифровку через 15˚; диапазон – от 0˚ до 60˚; цена деления – 5˚. Шкала индикатора положения стабилизатора ИП-11-10 имеет оцифровку через 2˚; диапазон – от 0˚ до 6˚ (на пикирование и кабрирование); цена деления – 1˚.

1.3. Принцип работы указателя положения закрылков УП-11-09



Электрическая схема указателя положения закрылков УП-11-09 приведена на рис. 1.2.

При изменении положения закрылков ротор сельсина-датчика ДС-10, связанный с ним через передаточный механизм, поворачивается относительно статора и занимает новое положение, пропорциональное углу отклонения закрылков. При изменении положения ротора сельсина-датчика ДС-10 относительно статора изменяются величины фазных ЭДС U01 и U02, что приводит к изменению токов I1 и I2 в рамках логометра. Принцип действия логометра с подвижным магнитом иллюстрирует рис. 1.3.




а)

б)


Рис. 1.3. Двухрамочный логометр с подвижным магнитом


а) – конструктивная схема; б) – диаграмма магнитных полей

1 – магнит; 2 – ось; 3 и 4 – рамки; 5 – экран из пермоллоя


Токи I1 и I2 создают магнитные поля, характеризующиеся векторами напряжённости магнитного поля H1I1 и H2I2, которые образуют результирующее магнитное поле с напряженностью H, изменяющееся в зависимости от отношения токов в рамках логометра.

Результирующее магнитное поле неподвижных рамок логометра взаимодействует с магнитным полем подвижного магнита, под действием которого магнит поворачивается.

На оси магнита укреплена стрелка, которая поворачивается вместе с ним и показывает угол отклонения закрылков. Ввиду того, что сельсин-датчик ДС-10 запитывается переменным током, а логометр измеряет среднее значение IСР постоянного по направлению тока, для выпрямления переменного тока в постоянный по направлению, в схеме используются два германиевых диода VD1 и VD2. Эпюры напряжений до и после диодов, а также средние значения токов I1 и I2, протекающих по рамкам логометра, приведены на рис. 1.4.




Рис. 1.4. Эпюры напряжений и средние значения токов

в рамках логометра


2. Описание лабораторной установки



Лабораторная установка состоит из сельсина-датчика ДС-10, индикаторов положения ИП-11-09 и ИП-11-10, элементов коммутации и электроизмерительных приборов (двух миллиамперметров mА1 и mА2, вольтметра V1). Индикаторы положения ИП-11-09 и ИП-11-10 расположены на приборной доске самолёта Як-40, все остальные элементы – на панели под приборной доской. Электрическая схема лабораторной установки изображена на панели лабораторной установки. Назначение элементов схемы следующее. Выключатель S3 служит для подачи напряжения питания частотой 400 Гц на роторную обмотку сельсина-датчика. Величина напряжения питания роторной обмотки регулируется с помощью потенциометра R11 и контролируется с помощью вольтметра V1. Галетный переключатель S2 позволяет подключать к сельсину-датчику один из двух индикаторов положения (ИП-11-09 или ИП-11-10). Миллиамперметры mА1 и mА2 служат для измерения величин токов I1 и I2 в рамках логометра. Переключатели S5 и S6 позволяют отключать соответствующую фазу сельсина-датчика от указателя, имитируя тем самым обрыв одной из цепей связи датчика с индикатором. Переключатель S1 служит для переключения резистора R1 на резистор R2, что приводит к нарушению условия компенсации температурной погрешности логометра. Переключатель S4 позволяет изменить величину добавочного сопротивления Rд, служащего для выравнивания электрических сопротивлений рамок логометра.


3. Порядок выполнения работы




3.1. Определение выходных напряжений сельсина-датчика ДС-10



Галетный переключатель S2 установить в положение «Откл.», т. е. статическая характеристика сельсина-датчика ДС-10 снимается без нагрузки. С помощью переключателя S3 подать на схему напряжение питания 36 В 400 Гц. По вольтметру V1 с помощью потенциометра R11 установить напряжение, подаваемое на роторную обмотку сельсина-датчика, равное 30 В. Замерить линейные и фазные напряжения на вторичных обмотках сельсина-датчика при изменении угла поворота ротора сельсина от 0˚ до 360˚ через каждые 30˚ по наружной шкале. Измерение напряжений осуществлять путём подключения переносного вольтметра (тестера) к соответствующим гнёздам 0, 1, 2, 3 вторичной обмотки сельсина-датчика, выведенным на панель. Результаты измерений занести в табл. 3.1.


Таблица 3.1

Угол поворота ротора

αр, град.

Напряжение на вторичных обмотках

U01

U02

U03

U12

U23

U31

0



















30



















60







































360



















По полученным данным построить графики зависимостей фазных и линейных напряжений на вторичных обмотках сельсина-датчика от угла поворота ротора сельсина-датчика:

U01= fp), U02= fp), U03= fp),

U12= fp), U23= fp), U31= fp).

На одном рисунке построить три графика зависимостей фазных напряжений, а на другом – линейных напряжений.

3.2. Исследование влияния напряжения питания роторной обмотки сельсина-датчика на точность указателей положения



Подать на лабораторную установку напряжение 36 В 400 Гц с помощью выключателя S3. По вольтметру V1 с помощью реостата R11 установить напряжение, подаваемое на роторную обмотку сельсина-датчика, равное 30 В. Переключатель S2 поставить в положение «ИП-11-09» (индикатор положения закрылков). Переключатели S1, S4, S5 и S6 должны находиться в положении «2». Стрелку задатчика (сельсина-датчика) устанавливать по шкале УП-11-09 (закрылки) на панели, начиная с нулевого положения, последовательно через каждые 15˚ до 60˚, одновременно измеряя величины токов I1 и I2 в рамках логометра по миллиамперметрам mА1 и mА2 и показания αуз стрелки индикатора положения ИП-11-09.

Аналогичные измерения провести для напряжения питания роторной обмотки, равного 24 В. Соответствующее напряжение устанавливать с помощью потенциометра R11 и контролировать по вольтметру V1.

Результаты измерений занести в табл. 3.2.


Таблица 3.2

Напряжение питания

αp, град.

I1, мA

I2, мA



αуз, град.

Δα = αус – αр, град.

30 В

0
















15
















30
















45
















60
















24 В

0
















15
















30
















45
















60

















Точно таким же образом провести аналогичные измерения для указателя положения стабилизатора УП-11-10, для чего переключатель S2 установить в положение «ИП-11-10» (индикатор положения стабилизатора). Стрелку задатчика устанавливать по шкале УП-11-10 (стабилизатор) на панели последовательно в положения 0˚, 2˚, 4˚, 6˚ на кабрирование и пикирование.

Результаты измерений свести в табл. 3.3.


Таблица 3.3

Напряжение питания

αp, град.

I1, мA

I2, мA




αус, град.

Δα = αус – αр, град.

30 В

+6
















+4
















+2
















0
















–2
















–4
















–6
















24 В

+6
















+4
















+2
















0
















–2
















–4
















–6

















Для каждого указателя УП-11-09 и УП-11-10 по данным табл. 3.2 и 3.3 на одном рисунке построить графики зависимостей I1 = f p) и I2 = f p) для двух значений напряжения питания ротора сельсина, на другом рисунке – графики зависимостей I1/I2 = f p) также для двух значений напряжения питания ротора сельсина.

3.3. Исследование влияния изменения величины сопротивления резистора R1 на точность указателя положения закрылков УП-11-09



По вольтметру V1 с помощью потенциометра R11 установить напряжение, равное 30 В. Переключатель S2 установить в положение «ИП-11-09». Переключатели S4, S5, и S6 должны находиться в положении «2». Переключатель S1 поставить в положение «1», что приводит к подключению резистора R2 вместо резистора R1 и нарушению условия компенсации температурной погрешности логометра.

Снять зависимость показаний αуз индикатора ИП-11-09 от положения αр ротора задатчика (сельсина-датчика).

Результаты измерений занести в табл. 3.4.


Таблица 3.4

αр, град.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

αуз, град.








































Δαуз = αуз – αр, град.









































По данным табл. 3.4 построить график Δαуз = fр).

3.4. Исследование влияния изменения величины добавочного сопротивления логометра на точность указателя положения стабилизатора УП-11-10



Проконтролировать по вольтметру V1 напряжение, которое должно быть равно 30 В. Переключатель S2 поставить в положение «ИП-11-10». Переключатели S1, S5, S6 должны находиться в положении «2». Переключатель S4 поставить в положение «1». При этом добавочное сопротивление Rд индикатора положения ИП-11-10 окажется закороченным.

Снять зависимость показаний αус индикатора положения ИП-11-10 от положения αр ротора задатчика (сельсина-датчика).

Результаты измерений занести в табл. 3.5.


Таблица 3.5

αр, град.

Пикирование




Кабрирование

6

4

2

0

2

4

6

αус, град.






















Δαус = αус – αр, град.























По данным табл. 3.5 построить график зависимости Δαус = fр).

3.5. Исследование поведения указателей положения
при обрыве одной из фаз сельсина-датчика



Переключатели S1, S4, S5 и S6 поставить в положение «2».

Имитация обрыва соответствующей фазы сельсина-датчика осуществляется с помощью переключателей S5 и S6. Для каждого индикатора положения ИП-11-09 и УП-11-10 поочерёдно ставить переключатели S5 и S6 в положение «1» и наблюдать за поведением стрелки соответствующего индикатора во всём диапазоне изменения положения αр ротора задатчика (сельсина-датчика). Зафиксировать результаты наблюдения в отчёте и объяснить поведение стрелок индикаторов положения.

4. Требования, предъявляемые к отчёту



Отчёт должен содержать:

  1. Цель работы.

  2. Электрическую схему одного из указателей положения.

  3. Таблицы с экспериментальными данными.

  4. Графики зависимостей

U01 = f p), U02 = f p), U03 = f p), U12 = fp), U23 = f p),

U31 = f p), I1 = f p), I2 = f p), I1/I2 = f p), Δαус = f р), Δαуз = f р).

  1. Выводы.



5. Контрольные вопросы





  1. В чём отличие вторичной обмотки сельсина-датчика от трёхфазной обмотки в прямом значении этого термина?

  2. Как изменяются фазные напряжения вторичных обмоток сельсина-датчика при повороте ротора на 180 градусов?

  3. В чём состоит принцип температурной компенсации логометра?

  4. Какую роль выполняет добавочное сопротивление логометра?

  5. Почему при обрыве одной из фаз сельсина-датчика происходит зашкаливание в соответствующую сторону?

  6. Принцип действия сельсина-датчика ДС-10.

  7. Принцип действия двухрамочного логометра с подвижным магнитом.



Литература





  1. Воробьёв В.Г. и др. Авиационные приборы, информационно-измерительные системы и комплексы: Учеб. для вузов / Под ред. В.Г. Воробьёва. – М.: Транспорт, 1992. – 399 с.




  1. Харин В.И. Авиационные приборы самолета Як-40: Учеб. пособие. – М.: МГА, 1971. – 170 с.



Содержание


1. Назначение и устройство указателей положения закрылков
и стабилизатора 3


1.1. Принцип работы сельсина-датчика ДС-10 3

1.2. Принцип работы индикатора положения ИП-11 5

1.3. Принцип работы указателя положения закрылков УП-11-09 6

2. Описание лабораторной установки 7

3. Порядок выполнения работы 8

3.1. Определение выходных напряжений сельсина-датчика ДС-10 8

3.2. Исследование влияния напряжения питания роторной обмотки сельсина-датчика на точность указателей положения 9

3.3. Исследование влияния изменения величины сопротивления резистора R1 на точность указателя положения закрылков УП-11-09 10

3.4. Исследование влияния изменения величины добавочного сопротивления логометра на точность указателя положения стабилизатора УП-11-10 11

3.5. Исследование поведения указателей положения
при обрыве одной из фаз сельсина-датчика 11


4. Требования, предъявляемые к отчёту 12

5. Контрольные вопросы 12

Литература 12

Похожие:

Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа №6 исследование работы датчиков положения
Закрепление теоретических знаний по теме «Элементы и устройства замкнутых систем управления электроприводами»
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа №8 исследование монтажных паяных соединений
Цель работы – экспериментальное исследование электрических и механических свойств монтажных соединений, полученных пайкой в различных...
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа № Исследование тепловых процессов в бортовом преобразователе энергии

Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа 17 «Исследование законов распределения случайных про- цессов»

Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа №10 исследование эксцентриситетов алидады и лимба горизонтального круга теодолитов типа т2
Цель работы: исследование углового  и линейного е элементов эксцентриситетов алидады и лимба
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа №10 исследование эксцентриситетов алидады и лимба горизонтальногокруга теодолитов типа т2
Цель работы: исследование углового  и линейного е элементов эксцентриситетов алидады и лимба
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа исследование основных свойств гироскопа
Целью лабораторной работы является изучение основных свойств и экспериментальное исследование наиболее важных характеристик гироскопа...
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа №5
Изучение устройства высокоточных нивелиров типа н-05. Исследование оптического микрометра с плоскопараллельной пластинкой
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа Установка и настройка 6 Лабораторная работа Демонстрационный проект 7 Упражнение 1: Работа с основной схемой проекта 7 Упражнение 2: Работа со схемой «Резервуарный парк»
Разработка систем диспетчерского контроля и управления с использованием Infinityscada 4
Лабораторная работа исследование указателей положения iconЛабораторная работа №4 “ коррекция автоматической системы”
Исследование влияния средств коррекции на свойства систем автоматического управления
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница