Aruanne: Nihkeanduri kalibreerimine (0)

Tallinna Tehnikaülikool
Mõõtmine
Laboratoorne töö nr 1
Nihkeanduri kalibreerimine

Aruanne

Üliõpilane:
IATB-21 103636
Õppejõud : Kristina Vassiljeva
Tallinn 2011
Общая характеристика
Датчик перемещения включает преобразователь поворота в изменение
сопротивления R и электрическую схему преобразования сопротивления в
напряжение U.
Цель работы
Определить насколько реальная характеристика датчика U() отличается от
номинальной Un()=C⋅и с какой точностью эту разницу можно измерить.
Принадлежности:
Датчик ПТП5 , вольтметр.
Ход работы
Схема:
E=24V
R=40 k  5%
Rk = 90 k
C = 28.6 mV/deg
min= 0 º
max= 330 º

Необходимо было ознакомиться со средством выполнения вращения и шкалой для
считывания угла поворота.
Параметры датчика:

• тип ПТП5, R=40 kΩ ±5%, линейность ±0,2%, P=1 W;
  
• номинальная характеристика преобразования Un(ϕ)=C⋅ϕ, /линейное/,
  
• диапазон измерения ϕ=0° ... 330°; выходной сигнал: пост. напряжение.
  

Измерение напряжения Uv() при отсутствии нагрузки на выходе датчика и измерение напряжения Uk() при подключении к выходу нагрузки Rk=90k представлены в таблице.
Угол поворота
φ, o
Выходные напряжения
,
Выходные напряжения , Rk= 90k
0
0.005956
0.005948
33
0.95111
0.91766
66
1.8873
1.7621
99
2.8455
2.5906
132
3.7707
3.4014
165
4.7048
4.2179
198
5.6638
5.0915
231
6.5751
6.0040
264
7.5337
7.0149
297
8.4816
8.1394
330
9.4219
9.4131

Необходимо выяснить погрешности измерения входного и выходного сигнала. Погрешность измерения входного и выходного сигнала:

• предельная погрешность  равна ±0,5 во всем диапазоне измерения, следовательно предельная погрешность во всем диапазоне измерения. Так как предполагается треугольное распределение погрешности измерения, то .
  

• погрешность вольтметра (U) можно определить из технического описания вольтметра:
  

на пределе 0,1 V;
на пределах 1; 100; 1000 V;
на пределе 10 V;
Где Ukx – конечное значение предела измерения, V и Ux – номинальное значение измеряемой величины, V.
Предполагая, что в нашем случае равномерное распределение погрешности, то

Номинальная характеристика датчика – прямая линия . Если прямую, проходящую через точки и при =9,4219V выбрать как номинальную характеристику датчика, то получим C===0.0286 . Отсюда, номинальная характеристика датчика Un()=0.0286* .

С ненагруженным датчиком погрешность датчика равна . Ее стандартная неопределенность
Расширенная неопределенность с коэффициентом k=2 равна
С нагруженным датчиком погрешность датчика
Вычисление обусловленной нагрузки погрешности датчика :
Рассчет влияния нагрузки Rk
Без нагрузки:
С нагрузкой:

• Значит,
  

Таблица расчетов
φ, o

u(), o
Uvi, V
Uvi, V
u(Uv)
Uki, V
Uki, V
u(Uk)
0
0,5
0,204
0,005956
0,00106
0,0006117
0,005948
0,00105948
0,0006117
33
0,5
0,204
0,95111
0,010511
0,0060686
0,91766
0,0101766
0,0058755
66
0,5
0,204
1,8873
0,035098
0,0202641
1,7621
0,0340968
0,0196858
99
0,5
0,204
2,8455
0,042764
0,0246898
2,5906
0,0407248
0,0235125
132
0,5
0,204
3,7707
0,050166
0,0289631
3,4014
0,0472112
0,0272574
165
0,5
0,204
4,7048
0,057638
0,0332775
4,2179
0,0537432
0,0310287
198
0,5
0,204
5,6638
0,06531
0,037707
5,0915
0,060732
0,0350636
231
0,5
0,204
6,5751
0,072601
0,0419161
6,004
0,068032
0,0392783
264
0,5
0,204
7,5337
0,08027
0,0463437
7,0149
0,0761192
0,0439474
297
0,5
0,204
8,4816
0,087853
0,0507218
8,1394
0,0851152
0,0491413
330
0,5
0,204
9,4219
0,095375
0,0550649
9,4131
0,0953048
0,0550243
Uni
v
u(v)
U(v)
k
U
U'
k'
0
0,005956
0,005866
0,011733
0,005948
0
40
0
0
0
0,9438
0,00731
0,008418
0,016837
-0,02614
4
36
0,94219
0,672993
-0,26919714
1,8876
-0,0003
0,021087
0,042175
-0,1255
8
32
1,88438
1,390116
-0,49426361
2,8314
0,0141
0,02537
0,05074
-0,2408
12
28
2,82657
2,155858
-0,67071153
3,7752
-0,0045
0,029545
0,05909
-0,3738
16
24
3,76876
2,975337
-0,79342316
4,719
-0,0142
0,033785
0,06757
-0,5011
20
20
4,71095
3,854414
-0,85653636
5,6628
0,001
0,038156
0,076311
-0,5713
24
16
5,65314
4,799836
-0,85330415
6,6066
-0,0315
0,04232
0,08464
-0,6026
28
12
6,59533
5,819409
-0,77592118
7,5504
-0,0167
0,046709
0,093419
-0,5355
32
8
7,53752
6,922212
-0,61530776
8,4942
-0,0126
0,051056
0,102113
-0,3548
36
4
8,47971
8,118871
-0,36083872
9,438
-0,0161
0,055373
0,110746
-0,0249
40
0
9,4219
9,4219
0
u(k)
U(k)
0,004775
0,011733
0,007546
0,016837
0,020247
0,042175
0,023985
0,05074
0,027666
0,05909
0,031388
0,06757
0,035382
0,076311
0,039563
0,08464
0,044202
0,093419
0,049369
0,102113
0,055228
0,110746
Графики