Исследование реостатного датчика линейных перемещений. Сазонов В.В. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГУПС | Самара

Составители: 

Рубрика: 

13
изменяется от U
п
до нуля. В сумме напряжения U
вых
и U
2
равны U
п
(согласно второму за-
кону Кирхгофа).
При практическом использовании датчика важно, чтобы мощность, потребляемая
им от источника питания, была минимальна. Для уменьшения этой мощности следует
снижать значение тока I, т.е. увеличивать сопротивление R. Поэтому датчики обычно
выполняют высокоомными, их обмотки изготавливают из константана, нихрома, манга-
нина и других металлов и
сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление.
Во многих случаях к выходным клеммам датчика подключена некоторая нагрузка с
сопротивлением R
н
(показана на рис. 5, а пунктиром). Такой нагрузкой может быть из-
мерительный прибор (вольтметр), входное сопротивление усилителя и т.д. При подклю-
чении нагрузки значение U
вых
может измениться по отношению к значению U
вых
, соот-
ветствующему ненагруженному датчику, при этом характеристика U
вых
(X) будет
отличаться от линейной, т.е. будет нелинейной.
При подключении нагрузки значение U
вых
также может быть определено из общего
соотношения (12). Нижнее плечо делителя при этом представляет собой параллельное
включение резисторов R
1
и R
н
(рис. 5, б), эквивалентное сопротивление этого плеча (R
1экв
)
определяется известным соотношением
.
R
R
R
RR
RR
R
н
1
1
н1
н1
экв1
1+
=
+
=
(14)
При R
н
≠ ∞ всегда имеем R
1экв
< R
1
(из курса электротехники известно, что при
параллельном соединении резисторов их общее сопротивление меньше сопротивления
любого
из включенных резисторов, в том числе и наименьшего).
Сопротивление верхнего плеча делителя (R
2
) от сопротивления R
н
не зависит и при
подключении нагрузки остается прежним, т.е. подключение нагрузки уменьшает сопро-
тивление только нижнего плеча делителя и не изменяет сопротивления его верхнего пле-
ча. Так как напряжение U
п
распределяется пропорционально сопротивлениям плеч дели-
теля, то при подключении нагрузки R
н
напряжение на нижнем плече (U
вых
) уменьшается,
а на верхнем – увеличивается. А поскольку напряжение U
вых
для каждого значения X при
подключении нагрузки становится меньше, то и характеристика U
вых
(X) проходит ниже,
чем при отсутствии нагрузки (рис. 6, б). Исключением являются точки X = 0 и X = l:
для точки X = 0 имеем U
вых
= 0 при любом значении R
н
(выходные клеммы датчика
замкнуты между собой), а для точки X = l имеем U
вых
= U
п
(движок реостата подключен к
+U
п
). Так как характеристика преобразования U
вых
(X) нагруженного датчика лежит ниже
прямой линии, т.е. характеристики U
вых
(X) ненагруженного датчика, то эта
характеристика является нелинейной. Следовательно, подключение нагрузки делает
характеристику преобразования U
вых
(X) нелинейной (рис. 6, б). При этом чем больше
нагружен датчик, т.е. чем меньше значение R
н
, тем меньше эквивалентное сопротивление
нижнего плеча делителя, меньше U
вых
, тем более нелинейна характеристика.
Получим характеристику преобразования U
вых
(X) нагруженного датчика, заменив в
соотношении (12) R
1
на R
1экв
[соотношение (14)]:

Страницы