Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Transkrypt

1 Wydział: EAIiE Kierunek: Imię i nazwisko (e mail): Rok:. (../..) Grupa: Zespół: Data wykonania: Zaliczenie: Podpis prowadzącego: Uwagi: LABORATORIUM METROLOGII Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru wielkości nieelektrycznych: położenia liniowego i kątowego oraz prędkości obrotowej. Każdy punkt niniejszego sprawozdania należy wykonać z należytą dokładnością. Szczególną uwagę należy zwrócić na opracowanie wniosków, które należy sformułować na podstawie zdobytej wiedzy na temat danego zagadnienia oraz przeprowadzonych pomiarów. Wnioskiem nie jest opis wykonanych na zajęciach pomiarów! Każdy punkt ćwiczenia powinien zawierać: schemat układu pomiarowego, krótki opis metodyki pomiarów, tabele z wynikami pomiarów i wynikami końcowymi oraz wykresy, obliczenia: wzory i przykład obliczeń, wnioski, wykaz zastosowanych przyrządów. Podstawą wykonania sprawozdania jest instrukcja do ćwiczenia. Instrukcję jak również niniejszy konspekt można pobrać ze strony Katedry Metrologii AGH: > dydaktyka > Materiały dla studentów. Przetworniki wielkości kątowych: 1. Obsługa programu EziMOTION Plus R 2. Pomiar położenia kątowego i prędkości obrotowej za pośrednictwem enkodera 3. Wyznaczenie charakterystyki statycznej potencjometrycznego czujnika położenia kątowego 4. Pomiar prędkości obrotowej za pośrednictwem tachoprądnicy prądu stałego Transformatorowy czujnik położenia liniowego: 5. Obserwacja sygnałów w torze przetwarzania 6. Pomiary statyczne wymiarów geometrycznych str. 1

2 1. Obsługa programu EziMOTION PlusR. a) Schemat połączeń oraz krótka charakterystyka zastosowanego napędu Krótko scharakteryzuj zastosowany w ćwiczeniu napęd i jego funkcje w układzie napędowym. str. 2

3 b) Opis programu sterującego EziMOTION PlusR Krótko opisz program EziMOTION PlusR, jego przeznaczenie i funkcje. Poszczególne przyciski mają następujące funkcje: Abs Move INC Move DEC Move str. 3

4 2. Pomiar położenia kątowego i prędkości obrotowej za pośrednictwem enkodera. a) schemat Położenie wału silnika, a tym samym jego prędkość obrotowa są kontrolowane przez algorytm regulacji działający w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, która obejmuje kontroler ze wzmacniaczem, silnik i sprzężony z nim mechanicznie enkoder. b) wyniki pomiarów położenie kątowe Impulsy generowane przez enkoder są zliczane przez licznik, a wynik jest wyświetlany w programie EziMoTION jako parametr o nazwie:. Licznik jest/nie jest rewersyjny. Na jeden obrót wału przypada.. impulsów generowanych przez enkoder, z czego wynika, że rozdzielczość pozycjonowania wału wynosi r= stopnia. c) wnioski położenie kątowe W jaki sposób można wykorzystać sygnały z enkodera do precyzyjnego pozycjonowania wału? Czy w badanym układzie można określić kierunek obrotu wału względem wybranego punktu odniesienia? Odpowiedź uzasadnij. str. 4

5 d) wyniki pomiarów pomiar prędkości obrotowej Kształt sygnałów encodera A+ i B+, dla obydwu kierunków wirowania prędkości jest przedstawiony na rysunku: wału przy tej samej Dla kierunkuu INC (+) Dla kierunku DEC ( ) Wpływ zmiany prędkości obrotowej wału na częstotliwość impulsów: Zadana prędkość obrotowa: ω 1 = [obr/s] ( [imp./obr*s] ) Częstotliwość impulsów generowanych przez enkoder: f 1 =. Zadana prędkość obrotowa: ω 2 = [obr/s] ( [imp./obr*s] ) Częstotliwość impulsów generowanych przez enkoder: f 2 =. e) wnioski prędkość kątowa Jaką informację niesie przesunięcie fazowe między sygnałami A+ i B+? Wytłumacz różnicę między zadaną prędkością wirowania wału wyrażoną w impulsach na sekundę, a zmierzoną częstotliwością generowanych impulsów przez enkoder. Jak poprawnie obliczyć prędkość kątową wirowania wału na podstawie pomiaru częstotliwości impulsów generowanych przez enkoder? Czym różnią sięę sygnały A+ i A oraz B+ i B? str. 5

6 3. Wyznaczeniee charakterystyki statycznej potencjometrycznego czujnika położenia kątowego oraz pomiar położenia kątowego. a) schemat Celem bieżącego punktu ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki statycznej badanego przetwornika. Pomiary wykonywane w układzie jak na poniższym schemacie. b) wyniki pomiarów Wyznaczeniee rzeczywistej charakterystyki statycznej przetwornika wymaga przeprowadzenia serii pomiarów. Wyniki zestawiono w tabeli 2. Tabela 2 Lp α [ ] U wy [V] str. 6

7 c) wyznaczenie modelu charakterystyki statycznej Opisać w jaki sposób dopasowano model do danych pomiarowych i przedstawić jego równanie oraz wydrukowany rysunek. Obliczyć bezwzględny błąd nieliniowości. d) wnioski str. 7

8 Pomiar położenia kątowego a) wyniki pomiarów Tabela 3 α zadane [ ] U wy [V] α zmierzone [ ] Δα [ ] δα [%] b) Wzory i przykładowe obliczenia c) Wnioski Dlaczego w rozważanym przypadku uzasadnione jest liczenie błędów pomiarowych a nie niepewności? Czym różnią się te dwie miary dokładności pomiaru? str. 8

9 4. Pomiar prędkości obrotowej za pośrednictwem tachoprądnicy prądu stałego. a) Schemat W jaki sposób wykonywany jest pomiar prędkości w badanym układzie? b) wyniki pomiarów Charakterystyka statyczna prądnicy U wy =f(ω) jest znana i opisana równaniem prostej:.. Na rysunku przedstawiono Miejsce na załącznik (wydrukowany rysunek) str. 9

10 c) wnioski str. 10

11 5. Transformatorowy czujnik położenia liniowego obserwacja przetwarzania. sygnałów w torze a) Schemat P W D F Generator Demodulator fazoczuły Filtr LP Miernik MPL701 We Wy Przetwornik PTx200 Punkt odniesienia Rdzeń Wózek Prowadnica b) Rysunki sygnałów Dla położenia x= = Dla położenia x= str. 11

12 c) Wnioski Od czego zależą zmiany amplitudy sygnału wyjściowego, a od czego zmiany jego fazy względem sygnału wejściowego? Czy sygnał po demodulacji fazoczułej niesie informacje o położeniu rdzenia względem punktu zerowego? Jak można wykorzystać sygnał po filtracji LP do pomiaru położenia rdzenia? d) Wykaz przyrządów i użytych elementów str. 12

13 6. Transformatorowy czujnik położenia liniowego pomiary statyczne wymiarów geometrycznych. a) Metoda pomiaru Pomiar jest wykonywany w układzie jak w punkcie 5a. Pomiar wymiarów geometrycznych próbki polega na.. b) Wyniki pomiarów Tabela 3 Wymiar X p [mm] X k [mm] X [mm] U(X) A B C c) Wzory i przykładowe obliczenia str. 13

14 d) wnioski e) Wykaz przyrządów i użytych elementów str. 14