ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Устройство и эксплуатация тензометрического усилителя ТОПАЗ-3

Цель работы: Ознакомление с назначением, принципом действия, технической характеристикой и эксплуатацией усилителя ТОПАЗ-3 для тензометрических измерений.

Материалы, инструмент, оборудование.

1. Тензометрический усилитель ТОПАЗ-3 в комплекте.
2. Стабилизированный источник постоянного тока.
3. Соединительные провода.

Общие сведения.
Усилитель ТОПАЗ-3 входит в комплект тензометрической аппаратуры, предназначенной для электрического измерения не электрических величин.
Прибор предназначен для усиления выходного сигнала термопар тензометрических, терморезисторных, фотодиодных и других параметрических датчиков, собранных как по мостовой, так и по полумостовой схемам.
Выход прибора рассчитан на подключение к гальванометрам светолучевого осциллографа или к индикаторам.

Прибор применяется для усиления малых электрических сигналов при измерении:

• сил, моментов вращения, перемещений, ускорений, давлений жидкости с помощью тензометрических преобразователей (датчиков);
• температур с помощью термопар, терморезисторов;
• относительной деформации элементов конструкций.

Основные технические данные усилителя.

Рисунок 1.1 - Передняя панель тензометрического усилителя ТОПАЗ-3

Органы настройки и управления.

На передней панели усилительного канала (рис. 1.1) расположены:

• потенциометр «?0?» для установки нуля усилителя;
• потенциометр «Б» для балансировки усилительного тракта (датчик и усили-тель);
• кнопка «М» для включения масштабного сигнала;
• кнопка «4,5–9» для установки напряжения питания датчика (при нажатой кнопке устанавливается напряжение 4,5 В, а при отжатой – 9 В);
• кнопки «2–5/100» для ослабления входного сигнала в 2; 5 и 10 раз;
• кнопка «?» для переключения полярности выходного сигнала.

На передней панели блока питания прибора расположены:

• кнопка «Вкл» для включения прибора;
• кнопка «ПД» для включения питания датчиков (тензосхем);
• кнопка «точно» для повышения чувствительности стрелочного прибора;
• кнопка «Ст» для измерения стрелочным прибором выходного напряжения стабилизатора;
• кнопки «П1» и «П2» для измерения стрелочным прибором выходных напряжений первого и второго преобразователя соответственно;
• переключатель «выход-контроль» для подключения стрелочного прибора к выходу одного из каналов для измерения напряжений блока питания;
• гнезда для контроля выхода одного из каналов.

Принцип работы прибора.

Принцип действия основан на усилении усилителями постоянного тока сигналов тензорезисторов или других датчиков, соединенных по мостовой схеме. Мосты каналов питаются стабилизированным постоянным напряжением. Датчики, имеющие схему полумоста, подключаются к прибору через специальные переходники, входящие в комплект усилителя.
Входной стабилизатор имеет защиту от коротких замыканий.

Подготовка прибора к работе и порядок работы.

Установить все кнопки прибора в отжатое состояние, переключатель в положение «контроль».

Подключить к прибору кабели комплекта согласно маркировке на задней стенке. Их выводы, в соответствии с маркировкой, соединить с датчиками, осциллографом, источником питания.
Кнопки «4,5–9» нажать.
Кнопки «2…5/10» нажать.

Включить прибор кнопкой «Вкл», при этом должна загореться лампа и раздаться звук высокого тона, свидетельствующий о работе преобразователя.
Прогреть прибор в течение 25 минут.
Проверить напряжение блока питания. Для этого поочередно нажать кнопки «Ст.», «П1» и «П2». Напряжение должно быть в пределах 8,55? 9,45 В.

Проверить балансировку усилителей, для чего поочередно подключая стрелочный прибор к их выводам, потенциометром «?0?» установить стрелку на «0».Окончательную регулировку производить при нажатой кнопке «точно». Далее, нажав кнопку «ПД», подать напряжение питания на датчики и произвести первичную балансировку измерительных трактов. Для этого, подключая поочередно стрелочный прибор к выходам каналов, потенциометром «Б» установить стрелку прибора на «0».

В соответствии с задачами измерения и тензосхемой выбрать для каждого канала тип гальванометра, напряжение питания датчика и установить выбранные режимы при помощи кнопок.

После установки режимов работы, произвести вторичную балансировку измерительных трактов, потенциометрами «Б». При нажатой кнопке «точно» отклонение стрелки прибора не должно превышать полделения шкалы. Исправность аппаратуры проверяется нажатием кнопки «М». При этом стрелка прибора должна отклоняться.

Далее, в процессе работы нули каждого канала должны настраиваться и регистрироваться перед началом каждого замера, но не реже, чем один раз в час.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с назначением, принципом действия, технической характери-стикой, узлами настройки и управления усилителя ТОПАЗ-3.
2. Изучить инструкцию по эксплуатации усилителя.
3. Надежно заземлить усилитель через клемму, расположенную на задней стенке прибора.
4. Подключить усилитель к стабилизированному источнику питания постоян-ного тока.
5. Включить источник питания в сеть переменного тока.
6. Подготовить усилитель к измерению.
7. Выключить усилитель.
8. Отключить источник питания от сети и усилителя.

Содержание отчета.
Отчет о выполнении работы должен включать в себя:

1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Перечень материалов, инструмента и оборудования.
4. Назначение и принцип действия усилителя.
5. Основные технические данные прибора.
6. Эскиз внешнего вида усилителя ТОПАЗ-3.
7. Порядок подготовки усилителя к измерению.

Контрольные вопросы.

1. Для каких целей применяются тензометрические усилители?
2. Каково назначение кнопки «?»?
3. Чем отличается подключение датчиков, собранных по мостовой и полумос-товой схемам?
4. Каково назначение кнопки «М»?
5. Каково время прогрева прибора?
6. Каково назначение потенциометра «?0?»?
7. Каково назначение потенциометра «Б»?
8. Каков принцип действия прибора?
9. Какие кнопки на лицевой панели прибора обеспечивают возможность кон-троля напряжения блока питания?
10. Как осуществляется балансировка усилительного тракта прибора?