WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH"

Włodzimierz Kowal
7 lat temu
Przeglądów:

Zakład Metrolog Systemów Pomarowych P o l t e c

Jana Pawła II 6-965 POZNAŃ (budynek Centrum

1 Zakład Metrolog Systemów Pomarowych P o l t e c h n k a P o z n ańska ul. Jana Pawła II POZNAŃ (budynek Centrum Mechatronk, Bomechank Nanonżyner) tel fa WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH POZNAŃ 5

2 . CEL I ZAKRES ĆWICZENIA Celem ćwczena jest zapoznane studentów z podstawowym pojęcam z obszaru mernctwa dynamcznego, takm jak: model matematyczny przetwornka, transmtancja, charakterystyk częstotlwoścowe tp. Ponadto z metodyką tworzena równań dynamk oraz zastosowanem metody najmnejszych kwadratów do wyznaczena neznanych wartośc współczynnków tych równań. Szczególną uwagę zwrócono na praktyczne wykorzystane nformacj zawartych w przebegu charakterystyk ampltudowo - częstotlwoścowych. W ćwczenu zostane wyznaczona charakterystyka ampltudowo częstotlwoścowa mernka magnetoelektrycznego. Mernk stanow urządzene wskazujące zmanę promena wrującego mmośrodu merzonego czujnkem ndukcyjnoścowym. Dysponując charakterystyką ampltudowo częstotlwoścowa przyjmując dopuszczalny spadek (lub wzrost) ampltudy o = 5% należy wyznaczyć częstotlwość granczną f,5 w ten sposób określć użyteczny zakres pracy w dzedzne częstotlwośc. Ponadto należy podać częstotlwość ω R wartość szczytu rezonansowego M p.. ZAKRES OBOWIĄZUJĄCEGO MATERIAŁU defncja przetwornka [, 3,, 5], klasyfkacja przetwornków [3,, 5], defncja ndukcyjnoścowego przetwornka długośc [3, ], zasada dzałana ndukcyjnoścowego przetwornka długośc [3, ], model matematyczny przetwornka zerowego, perwszego drugego rzędu [3,, 5], transmtancje operatorowa wdmowa [3,, 5], charakterystyka częstotlwoścowa przetwornka zerowego, perwszego drugego rzędu [3,, 5], metody lnearyzacj charakterystyk [, ]. 3. LITERATURA. Adamczak S., Makeła W., Podstawy metrolog nżyner jakośc dla mechanków, Wydawnctwa Naukowo - Technczne, Warszawa,, str Hagel R., Mernctwo dynamczne, Wydawnctwa Naukowo - Technczne, Warszawa, 979, str. 5 9, Młek M., Pomary. Metrologa elektryczna welkośc neelektrycznych, Ofcyna Wydawncza Unwersytetu Zelonogórskego, Zelona Góra, 6, str. 3 5, 38 5, Grzelka J., Mazur E., Gruca M., Tutak W., Mernctwo systemy pomarowe - Laboratorum, Wydawnctwo Poltechnk Częstochowskej, Częstochowa,, str. 7 59, systemy_pomarowe.pdf, dostęp 9.., str OPIS STANOWISKA W skład stanowska do wyznaczana charakterystyk ampltudowo częstotlwoścowej wchodz (rys.):. Wskaźnk magnetoelektryczny BIMETR wskazujący przemeszczene w µm trzpena pomarowego ndukcyjnoścowego przetwornka długośc (),

. Przetwornk ndukcyjnoścowy długośc () merzący beżącą zmanę promena mmośrodu (3), 3. Mmośród (3),. Slnk napędu mmośrodu (), 5. Przetwornk obrotowo mpulsowy MOK 8/5/BZ/N (5), 6.

3 . Przetwornk ndukcyjnoścowy długośc () merzący beżącą zmanę promena mmośrodu (3), 3. Mmośród (3),. Slnk napędu mmośrodu (), 5. Przetwornk obrotowo mpulsowy MOK 8/5/BZ/N (5), 6. Programowalny lcznk mpulsów MD5E wskazujący wartość częstotlwośc w Hz (6), 7. Zaslacz typ P33 (7), Rys. Stanowsko do wyznaczana charakterystyk ampltudowo częstotlwoścowej mernka magnetoelektrycznego 7. ZADANIA DO WYKONANIA ZADANIE. Wyznaczene charakterystyk ampltudowo częstotlwoścowej przetwornka (mernka) magnetoelektrycznego (zależność ampltudy wychylena wskazówk od częstotlwośc f przy stałej ampltudze wymuszena = q) Czynnośc: a) włączyć zaslane urządzena BIMETR () przycskem (8), UWAGA: wcśnęty przycsk zakresu pomarowego urządzena BIMETR () wartość 5, b) włączyć zaslane zaslacza P33 (7) przełącznkem (9), c) sprawdzć czy pokrętło potencjometru () zaslacza (7) znajduje sę w skrajnym lewym położenu. ZADANIE.. Pomar wskazówk w stane statycznym Czynnośc: a) obrócć powol mmośród (3) o kąt 36, 3

4 b) odczytać wartośc q ma (ze znakem "+") q mn (ze znakem "-") maksymalnego (prawostronnego) mnmalnego (lewostronnego) statycznego wychylena wskazówk urządzena BIMETR (), c) oblczyć ampltudę q (wzór.), q = q' q (.) ma ' mn d) wpsać wartośc q ma, q mn oraz q w odpowedne mejsce sprawozdana. ZADANIE.. Pomar wychyleń wskazówk w stane dynamcznym Czynnośc: a) obracając pokrętłem potencjometru () zwększać stopnowo napęce zaslające slnk (). Częstotlwość obrotów odczytywana jest na wyśwetlaczu lcznka mpulsów MD5E (6), UWAGA: Przyjąć następujące częstotlwośc wymuszeń f =,;,..., [Hz]. b) dla przyjętych częstotlwośc f odczytać z mernka () mnmalne wychylene wskazówk mn oraz maksymalne wychylene wskazówk ma, c) wartośc wpsać do tablcy (kolumna 3 ), d) oblczyć ampltudy (wzór.) (kolumna 5), ' ma ' mn e) wykonać oblczena: X [/s ] (wzór.3) (kolumna 5), = (.) gdze: X =ϖ (.3) Y (wzór.5) (kolumna 6), ϖ = πf (.) q Y = (.5) UWAGA: Powyższe welkośc zostały wyznaczone na podstawe przekształcena równana opsującego ampltudę drgań: ω q o = ω ω + ρ ω ( ) Dopasowując otrzymane wynk charakterystyk częstotlwoścowej do ostatnego wyrażena metodą najmnejszych kwadratów określamy parametry układu ω ρ. W tym celu przekształcamy powyższe równane do postac: q ω ( ω ω ) + ρ ω = ρ ω q ω + ω + = ω ω

5 ZADANIE.3. Oblczena pomocncze Czynnośc: a) oblczyć sumy X, X, X 3, X, X Y X Y. Oblczone wartośc wpsać w odpowedne mejsce w sprawozdanu, b) na podstawe układu równań z oblczyć współczynnk a a (wzór.6). Oblczone wartośc wpsać w odpowedne mejsce w sprawozdanu. a X + a 3 a X + a X = X Y X = X 3 Y X X (.6) ZADANIE. Oblczene parametrów dynamcznych Czynnośc: a) oblczyć częstotlwość własną układu ω (wzór.7), b) oblczyć współczynnk tłumena ρ (wzór.8), c) oblczyć częstotlwość f (wzór.9), d) oblczyć tłumene względne ζ (wzór.), ϖ = (.7) a a + a ρ = (.8) a f ϖ = (.9) π ρ ζ = (.) ϖ e) oblczone parametry dynamczne ω, ρ, f, ζ wpsać do sprawozdana. ZADANIE 3. Wyznaczene górnej częstotlwośc grancznej f,95 (f,5 ), dla której błąd przetwarzana ampltudy ne przekracza ±5% Czynnośc: a) oblczyć częstotlwość granczną f,5 dla k =,5 (wzór.), ( ζ ) ( ζ ) f = f (.),5 k 5

6 b) oblczyć częstotlwość granczną f,95 dla k =,95 (wzór.), ( ζ ) ( ζ ) f = f (.),95 k c) oblczone parametry f,5 dla k =,5 oraz f,5 dla k =,95, wpsać do sprawozdana. UWAGA: Najperw oblczamy parametr f,5 dla k =,5 jeżel wyrażena podperwastkowe są dodatne stanow to ostateczną odpowedź. Jeżel ne, odpowedzą bę- f = f,. dze parametr f,95 dla k =,95; { },5 mn, 95 f, 5 ZADANIE. Wyznaczene wartośc szczytu rezonansowego M p częstotlwośc rezonansowej ω R UWAGA: Oblczena wartośc szczytu rezonansowego M p częstotlwośc rezonansowej ω R wykonujemy jeżel ζ <,77. Czynnośc: a) oblczyć wartość szczytu rezonansowego M p (wzór.3), ( ϖ R ) = ( ϖ ) G M p = (.3) G ζ ζ b) oblczyć częstotlwość rezonansową ω R (wzór.), ϖ R ϖ c) oblczone parametry M p oraz ω R wpsać do sprawozdana. ZADANIE 5. Interpretacja grafczna Czynnośc: = ζ (.) a) narysować charakterystykę ampltudowo-częstotlwoścową przetwornka (mernka) magnetoelektrycznego, b) wykreślć,95q,5q zaznaczyć na wykrese odczytać częstotlwość f,95 f,5. WNIOSKI 6

7 POLITECHNIKA POZNAŃSKA Zakład Metrolog Systemów Pomarowych Laboratorum podstaw metrolog... (Imę nazwsko) Wydzał...Kerunek...Grupa... Rok studów... Semestr...Rok akad.... /... Data wykonana ćw. Data oddana ćw. Ocena TEMAT: Wyznaczene charakterystyk dynamcznych przetwornków pomarowych ZADANIE. Wyznaczene charakterystyk ampltudowo częstotlwoścowej przetwornka (mernka) magnetoelektrycznego ZADANIE.. Pomar wskazówk w stane statycznym q ma = 37 µm q mn = -3 µm q = q ma - q mn = 68 µm ZADANIE.. Pomar wychyleń wskazówk w stane dynamcznym Tablca. Wynk pomarów oblczeń współrzędnych charakterystyk ampltudowo-częstotlwoścowej Lp. f [Hz] ma [µm] mn [µm] [µm] X [/s ] 3 5 6, ,395,99, ,579,9 3, ,553,868, ,37,73 5, ,87,655 6,6 8-9,,57 7, ,3,535 8, ,66,58 9, ,978,73, ,78,3, ,769,7, ,89,83 3, ,79 3,568, ,378,56 5, ,86 6,8 6,6-8,65 9,55 7, ,93,89 8, ,9 8,63 9,9 -,57 3,59, ,9 3, Y [-] 7

8 ZADANIE.3. Oblczena pomocncze X = 33,3 X = 63,78 X = 33889,7 3 X = 73795,7 X Y = 678,6 X = 9553,58 Y a = -,89 a =,7 ZADANIE. Oblczene parametrów dynamcznych częstotlwość własna układu ω =,9 [rad/s] współczynnk tłumena ρ =,7 [/s] częstotlwość f =,783 [Hz] tłumene względne ζ =,9 ZADANIE 3. Wyznaczene górnej częstotlwośc grancznej f,95 (f,5 ), dla której błąd przetwarzana ampltudy ne przekracza ±5% f,95 =,7 [Hz] f,5 =, [Hz] ZADANIE. Wyznaczene wartośc szczytu rezonansowego M p częstotlwośc rezonansowej ω R wartość szczytu rezonansowego M p = 5,5 częstotlwość rezonansowa układu ω R =,88 [/s] ZADANIE 5. Interpretacja grafczna Rys.. Charakterystyka ampltudowo-częstotlwoścową przetwornka (mernka) magnetoelektrycznego 8

9 Wnosk 9

Podobne dokumenty

Pomiar mocy i energii

Pomiar mocy i energii Zakład Napędów Weloźródłowych Instytut Maszyn Roboczych CęŜkch PW Laboratorum Elektrotechnk Elektronk Ćwczene P3 - protokół Pomar mocy energ Data wykonana ćwczena... Zespół wykonujący ćwczene: Nazwsko