Реферат: Электрическая схема потенциометрического датчика

Выходное напряжение рассматриваемых реверсивных схем мо­жет быть определено на основании теоремы об эквивалентном гене­раторе. Исследуемую систему представим как цепь, состоящую из четырехполюсника, источника питания с напряжением U_o и сопро­тивления нагрузки R_H . Тогда на основании известного из электро­техники метода можно утверждать, что схема ведет себя, как цепь, составленная из нагрузки R_H и генератора с внутренним сопротивле­нием R _вых и электродвижущей силой Е, равной напряжению холо­стого хода U_х . Сопротивление R_вых равно выходному сопротивлению четырехполюсника, которое вычисляют при закороченном источнике питания и отключенной нагрузке. Напряжение U_x измеряется на выходе рассматриваемой схемы при отключенном сопротивлении нагрузки Я_н . Для четырехполюсников по схемам рис. 4.10 выходное напряжение

U _вых = U_x R_H ( R _вых+ R_H )

Например, для схемы, изображенной на рис. 4.10, а, имеем

U_x = U_H = U ₀ α /2,

R _вых = R α (1- α /2)/2.

Подставляя выражения (4.4) и (4.5) в формулу (4.3), получаем

U _вых = U ₀ α β >/( α-0,5 α ² +2 β),

Где β= R_H / R .

Аналогичные вычисления позволяют получить для схемы рис. 4.10, б при одинаковых потенциометрах П1 и П2 уравнение вы­ходного напряжения

где ∆α = ∆х/ l — относительное рассогласование движков потенцио­метров П1 и П2; α = х/ l — относительное перемещение движка зада­ющего потенциометра П1; β = R_H / R — отношение сопротивления нагрузки R_H к полному сопротивлению потенциометра R .

На рис 4.11 и 4.12 показаны выходные характеристики ревер­сивных потенциометрических датчиков, построенные соответствен­но по уравнениям (4.6) и (4.7). Характеристики построены при раз­личных значениях коэффициента нагрузки р. Расчетные характери­стики при холостом ходе (β = ∞) представляют собой прямые линии, т. е. являются линейными. С уменьшением сопротивления нагрузки увеличивается отклонение характеристики от линейной. Чувствите­льность датчика со средней точкой (рис. 4.10, а), как следует из уравнения (4.6) и рис. 4.11, в области малых отклонений, а практи­чески не зависит от нагрузки и определяется равенством

Характеристики, изображенные на рис. 4.12, соответствуют мос­товой схеме (см. рис. 4.10, б) и построены на основании формулы (4.7) для случая, когда движок задающего потенциометра установлен посередине его намотки и, следовательно, α = 0,5, а относитель­ное рассогласование движков ∆α может изменяться в пределах от -0,5 до +0,5. Чувствительность мостовой схемы зависит не только от нагрузки, но и от положения движка задающего потенциометра:

Анализ этого уравнения показывает, что наименьшее значение чувствительности будет при α = 0,5. Этому случаю и соответствуют характеристики, показанные на рис. 4.12.

В маломощных следящих системах в качестве нагрузки мосто­вой схемы может быть включен якорь исполнительного электродви­гателя. При рассогласовании в положениях движков задающего и исполнительного потенциометров через якорь электродвигателя пойдет ток, значение которого будет соответствовать величине рас­согласования (∆α), а направление — знаку рассогласования. Элект­родвигатель перемещает исполнительную ось следящей системы до тех пор, пока не будет устранено рассогласование.