blalba
zadání
1) sestavte měřící systém řizený osobním počítačem typu PC pro měření charakteristiky naprázdno stejnosměrného generátoru s cizím buzením jmenovitého napětí 240V.
2) Sestavte vývojový diagram měřícího programu tak, aby celý měřící proces probíhal automatizovaně v plném rozsahu.
3) Sestavte a odlaďte měřící program v jazyce GWBASIC.
CÍL CVIČENÍ
Studenti se mají pokusit o sestavení samoúčelnného měřícího systému pracujícího v soustavě HPIB a vytvoření odladění měřícího programu, který by celé měření spolehlivě prováděl.
V rámci tohoto úkolu se studenti naučí dálkově ovládat funkční jednotku přepínače měřících míst a akčních relé HP3488a.
TEORETICKÝ ROZBOR:
Charakteristika naprázdno stejnosměrného generátoru je závislost napětí generátoru Ug na budícím proudu Ib (viz obrázek). Charakteristika se měří od nulového budícího proudu, kdy napětí generátoru je dáno buzením vlivem remánentního magnetizmu v magnetickém obvodu stroje. Měří se až do jmenovitého napětí generátoru. Při nastavování jednotlivých hodnot charakteristiky se nesmíme s magnetizačním proudem tzv. vracet (tj. překročíme-li předpokládanou hodnotu napětí, nesmíme opět budící proud snížit), ale ponechat takto nastavenou hodnotu. Dosáhneme-li jmenovitého napětí stroje, magnetizační proud opět postupně snižujemě (opět se nesmíme vracet) až do nulového budícího proudu. Zbytkové napětí je o něco málo vyšší, než bylo výchozí napětí na začátku měření.
Schema zapojení měřícího systému na obr.2. V obrázku není nakreslen řídící počítač systému a jeho propojení s funkční jednotkou systému sběrnicovými kabely HPIB. Pro maření napětí generátoru je použit multimetr HP34401AA, KTERÝ JE STANDARTNĚ VYBAVEN DÁLKOVÝM OVLÁDÁNÍM. Pro dálkové přepínání tohoto multimetru na různá měřící místa použijeme zvlášní funkční jednotky - přepínače měřících míst a akčních relé HP3488A jehož popis dálkového ovládání je uveden ve zvláštním návodu. Měření magnetizačního proudu v měřících systémech se provádí převodem na měřené napětí tak, že se do obvodu měřeného proudu zapojí etalon elektrického odporu (v našem případě asi 1[ohm]) a multimetrem se měří úbytek napětí na něm. Z tohoto napětí se pak vypočte proud procházející odporovým etalonem.
K napájení buzení zkoušeného generátoru můžeme použít buď programovatelného zdroje napětí řízeného přes sběrnici HPIB, nebo specielního výkonového zdroje řízeného signály úrovně TTL, které mohou být produkovány pomocí akčních relé přepínače měřících míst. Pro buzení námi zkoušeného stejnosměrného generátoru je třeba zdroj o napětí asi 240 V: poněvadž komerčně vyráběné programovatelné zdroje mají výstupní napětí max. 24 nebo 36V, použijeme speciálního výkonového zdroje řízeného akčními relé přepínače měřících míst. Principiální schema výkonového zdroje řízeného akčními relé přepínače měřících míst. Principiální schema výkonového zdroje je na obr.3. Z obrázku je vidět, že hlavní část zdroje je regulační autotansformátor ovládaný servomotorem. Zvyšování, nebo snožování napětí se dosahuje připojenímstejnosměrného pětivoltového napěťového zdroje, který pomocí bloku řídící logiky způsobí sepnutí stykače pro snižování, nebo zvyšování napětí. Pak je napětí z autotransformátoru převedeno přes oddělovací transformátor, dvoucestný usměrňovač a stykač výstupu na výstupní svorky zdroje. Stykač výstupu je rovněž spínán přes pomocné relé, které je spínáno stejnosměrným napětím 5V(úroveď TTL). Připojení napájecího napětí se rovněž provádí stykačem přes pomocné relé (svorky "hlavní spínač"), které je spínáno rovněž stejnosměrným napětím 5V. Řídící logika zdroje je upravena tak, že po rozpojení hlavního stykaže servomotor nastaví výstupní napětí z regulačního autotransformátoru na nuu a teprve pak eventuelně sepne stykač hlavního spínacího zdroje. Pomocná relé zdroje se ovládají stejnosměrným napětím 5V a mají odběr asi 10 až 15 mA. K jejich spínání lze použít přímo akčních relé přepínače měřících míst (HP3188A) jak je naznačeno v obr.2 a řídít tak výkonový zdroj řídícím počítačem přes sběrnici HPIB.
POSTUP MĚŘENÍ
Vzhledem k tomu, že vlastní měření této úlohy je automatizovaným měřením, spočívá činnost obsluhy ve spuštění měřícího programu. Aby se toto mohlo provést, je nutno nezbytně udělat několik přípravných kroků"
1)nastudovat a vyzkoušet dálkové ovládání přepínače měřících míst
2)nastudovat doporučené zapojení měřícího systému
3)nastudovat ovládání výkonového napájecího zdroje
4)sestavit vývojový diagram postupu měření
5)sestavit měřící program dle navrženého vývojového diagramu
6)odladit po jednotlivých krocích (příkazech) navržený program.
Teprve potom lze přikročit ke spuštění automatizovaného měření. Doporučuji uložit naměřené hodnoty charakteristiky naprázdno do dvourozměrného pole, to pak vytisknout nebo přímo vhodným geafickým programem nejprve zobrazit a poté vytisknout
VYHODNOCENÍ
je třeba, aby protokol z tohoto měření obsahoval:
1)skutečné chéma zapojení
2)specifikaci zkoušeného stroje a seznam použitých přístrojů
3)vývojový diagram se stručným popisem jednotlivých bloků nebo skupin
4)měřící program v GWBASICU s komentáři a jeho návaznost na vývojový diagram
5)tabulku naměřených hodnot
6) grafické vyjádření charakteristiky naprázdno