(opracował Leszek Szczepaniak)

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR 3 POMIARY POŁOśENIA I PRZEMIESZCZEŃ LINIOWYCH I KĄTOWYCH (opracował Leszek Szczepaiak) Cel i zakres ćwiczeia Celem ćwiczeia jest praktycze zapozaie się z metodami pomiarowymi i czujikami do pomiaru połoŝeia i przemieszczeń liiowych i kątowych.. ZAKRES MATERIAŁU DO SAMODZIELNEGO PRZYGOTOWANIA Na podstawie podaej literatury aleŝy zapozać się z budową i zasadą działaia czujików połoŝeia i przemieszczeń liiowych w szczególości czujika rezystacyjego oraz trasformatorowego róŝicowego (LVDT). 2. WYKONANIE ĆWICZENIA 2 Badaie czujika trasformatorowego róŝicowego 2. Wyzaczeie charakterystyki przetwarzaia bez demodulatora. 2 Podać a wejście kaału pierwszego (CH) oscyloskopu sygał z wyjścia A (geerator khz), a wejście kaału drugiego (CH2) podać sygał z wyjścia F (bufora). Do wyjścia F podłączyć takŝe odpowiedio skofiguroway woltomierz (ACV) Zmieiając przesuięcie rdzeia czujika za pomocą śruby mikrometryczej określić połoŝeie zerowe i zaotować jego wartość w tabeli jako pukt odiesieia. Jako połoŝeie zerowe aleŝy przyjąć ustawieie rdzeia czujika, przy którym występuje ajmiejsza wartość apięcia w pukcie F Zaplaować pomiary tak, aby moŝliwe było wykoaie dziesięciu pomiarów w jedą i drugą stroę względem puku zerowego (l w - względem puktu zerowego). Wykoać pomiary otując wyiki do tabeli. Tab.. Pomiary czujika trasformatorowego bez demodulatora Lp. l l w U a b U δu mm mm mv V % 0 2 l gr =. mm δl m =% U gr =. V δl m =% 2.4. Przerysować przebiegi z obu kaałów oscyloskopu dla ustawieia śruby mikrometryczej w obu skrajych połoŝeiach i w połoŝeiu zerowym. Zwrócić uwagę a odpowiedi dobór czułości kaału CH2 oscyloskopu przy róŝych połoŝeiach czujika. Pomiary połoŝeia i przemieszczeń ver0 / 5

2 2.5. Odczytać z dokumetacji i zaotować błąd przyrządu uŝytego do pomiaru apięcia oraz iedokładość śruby mikrometryczej. 22. Wyzaczeie charakterystyki czujika współpracującego z układem demodulatora. Przygotowaie do pomiarów: - podać a wejście kaału pierwszego (CH) oscyloskopu sygał z wyjścia F (bufor), a wejście kaału drugiego (CH2) podać sygał z wyjścia E (wyjście demodulatora fazoczułego), a wyjście D (filtr 0Hz) podłączyć woltomierz pracujący trybie pomiaru apięcia stałego (DCV), - ustawić czujik połoŝeia w pozycji odpowiadającej ajwiększej wartości apięcia mierzoej w pukcie Potecjometrem do regulacji fazy ustawić sygał F i G tak aby a oscyloskopie pukty przejścia przez 0 obu przebiegów astępowały w tej samej chwili czasowej. Przerysować uzyskae przebiegi po regulacji fazy. Postępując podobie jak w pukcie wyzaczyć charakterystykę otując wyiki do tabeli. Tab.2.Pomiary czujika trasformatorowego z demodulatorem Lp. l l w U a b U δu δl mm mm V % % % Obserwacja przebiegów w charakterystyczych puktach układu 23 Ustawić czujik w połoŝeiu, w którym zaobserwowaliśmy ajwiększą wartość apięcia w pukcie Podłączyć sygał z geeratora khz (pukt A) do kaału pierwszego CH.Ustawić układ wyzwalaia a kaał CH i ustawić odpowiedi poziom wyzwalaia, tak aby moŝa było zaobserwować początek przebiegu. Odpowiedio podłączając kaał drugi CH2 oscyloskopu aszkicować jede pod drugim przebiegi w astępujących puktach układu: - wyjście geeratora (A) - wyjście przesuwika fazowego (G) - wejście demodulatora fazoczułego (F) - wyjście demodulatora fazoczułego (E) - wyjście filtra doloprzepustowego (C) lub (D) Sygał a wyjściu demodulatora fazoczułego (E) zaobserwować podczas powolej zmiay przemieszczeia czujika w pobliŝu puktu zerowego - zaotować wiosek. Przerysować przebieg z puktów F przy połoŝeiu: zerowym rdzeia i obu skrajych połoŝeiach. Porówać otrzymae wyiki z puktem Wyzaczaie charakterystyki przetwarzaia przy współpracy czujika za fabryczym mierikiem MPL02 - odłączyć czujik od układu demodulatora i podłączyć go do mierika MPL02 - ustawić pomiar a kaał pierwszy, przełącziki VOLTM a ON i zakres a 0V - wyzaczyć charakterystykę czujika i wyiki zaotować w tabeli pomiarowej Pomiary połoŝeia i przemieszczeń ver0 2 / 5

3 Tab.3.Badaie czujika trasformatorowego z mierikiem MPL02 Lp. l l w l MPL l=l MPL -l w mm mm mm mm Badaie potecjometryczego czujika połoŝeia kątowego 2.2 Podłączyć woltomierz ustawioy do pomiaru apięcia stałego a wyjście czujika połoŝeia kątowego Wyzaczyć charakterystykę czujika w fukcji kąta obrotu co 0 i wyiki zamieścić w tabeli Tab.4. Badaie potecjometryczego czujika połoŝeia kątowego Lp. ϕ U δϕ δu a b V % % W pobliŝu puktu zerowego wyzaczyć charakterystykę w małym zakresie co w celu sprawdzeia czy czujik jedozaczie jest w staie określić te pukt. Pomiar powtórzyć regulując kąt w obie stroy. Tab.5.Badaie potecjometryczego czujika połoŝeia kątowego w pukcie zerowym Lp. ϕ U ϕ U V V Wykoaie sprawozdaia 2.3 Na podstawie tabeli arysować rzeczywistą charakterystykę przetwarzaia przetworika idukcyjościowego. W obszarze arastającej charakterystyki oceić jego liiowy zakres pracy (l max, U max ) i w tym zakresie dokoać jej aproksymacji liią prostą y=ax+b metodą regresji liiowej (p. korzystając z fukcji arkusza kalkulacyjego Excel) lub metodą graficzą odczytując odpowiedie wartości z wykresu. Na podstawie współczyików a i b wyzaczyć błędy liiowości charakterystyki przetworika: Pomiary połoŝeia i przemieszczeń ver0 3 / 5

4 błąd bezwględy: U=U-(al w +b) oraz błąd względy (odiesioy do zakresu liiowości Umax): δ U = U 00% U max Wykreślić charakterystyki błędów U i δu w fukcji l w a oddzielych wykresach. Na podstawie daych techiczych śruby mikrometryczej oraz woltomierza określić graicze błędy odiesioe do maksymalej zmierzoej wartości: pomiaru odległości δl m oraz pomiaru apięcia δu v : lgr δ l = 00% m l max δ U v U = gr U max 00% Porówać błędy aparatury z wyzaczoymi błędami przetworika i zapisać wioski Postępując podobie jak w pukcje 3 opracować wyiki pomiaru przetworika pracującego z układem demodulatora. Porówać charakterystyki przetworika pracującego bez demodulatora i z demodulatorem, wyciągąć i zaotować wioski. Porówać otrzymae zaleŝości z właściwościami przetworika opisaymi w literaturze Zamieścić aszkicowae przebiegi w poszczególych puktach układu. Określić jakie zaleŝości między imi zachodzą Narysować krzywą poprawek dla fabryczego mierika przesuięcia liiowego współpracującego z czujikiem idukcyjościowym Narysować charakterystykę przetwarzaia czujika kąta obrotu. Wyzaczyć charakterystykę przetwarzaia. Określić dokładość wyzaczeia charakterystyki przetwarzaia. 3. SCHEMATY UKŁADÓW POMIAROWYCH Na rys. przedstawioo schemat blokowy układu demodulatora z dołączoym czujikiem trasformatorowym. Literami A H ozaczoo pukty pomiarowe. Pomiary połoŝeia i przemieszczeń ver0 4 / 5

5 Geerator khz Ω A ϕvar 0 x LVDT B H Modulacja AM Modulator U mod K + - G +2 x F E -2 Demodulator fazoczuły FDP 0Hz FDP 00Hz D U wy =f(x) Rys Schemat blokowy układu demodulatora C 4. LITERATURA. Miłek M.: Metrologia elektrycze wielkości ieelektryczych, Wyd. Uiwersytetu Zieloogórskigo, Zieloa Góra Romer E.: Mierictwo przemysłowe, PWN, Warszawa 978. Pomiary połoŝeia i przemieszczeń ver0 5 / 5