Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Podstawy Automatyki laboratorium

Podobne dokumenty
PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Ćwiczenie 3 Badanie własności podstawowych liniowych członów automatyki opartych na biernych elementach elektrycznych

Pomiar wielkości nieelektrycznych: temperatury, przemieszczenia i prędkości.

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH. Pomiary statycznych parametrów indukcyjnościowych przetworników przemieszczenia liniowego

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNE D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 14. Pomiary przemieszczeń liniowych

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa: Nr. Ćwicz.

Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Ćwiczenie EA9 Czujniki położenia

Badanie transformatora

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Badanie transformatora

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych realizowanych za pomocą wzmacniacza operacyjnego

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

Temat ćwiczenia. Pomiary drgań

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 1/7 ĆWICZENIE 2

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

1 Układy wzmacniaczy operacyjnych

Symulacja pracy silnika prądu stałego

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

TRANZYSTORY BIPOLARNE

Charakterystyka amplitudowa i fazowa filtru aktywnego

Badanie czujnika przemieszczeń liniowych

Regulacja dwupołożeniowa.

Ćwiczenie - 7. Filtry

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Ćwiczenie 4 Badanie uogólnionego przetwornika pomiarowego

Ćwiczenie 5 Badanie sensorów piezoelektrycznych

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Podstawy Badań Eksperymentalnych

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI STATYCZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Ćwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 5

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

III. DOŚWIADCZALNE OKREŚLANIE WŁAŚCIWOŚCI UKŁADÓW POMIAROWYCH I REGULACYJNYCH

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Wzmacniacze różnicowe

Wykład 7. Selsyny - mikromaszyny indukcyjne, zastosowanie w automatyce (w układach pomiarowych i sterowania) do:

Ć w i c z e n i e K 4

Napędy urządzeń mechatronicznych

Badanie układów aktywnych część II

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

BADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Oscyloskop. Dzielnik napięcia. Linia długa

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

Wzmacniacz operacyjny

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

BADANIE SZEREGOWEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

Badanie wzmacniacza operacyjnego

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

Zespół Szkół Łączności w Krakowie. Badanie parametrów wzmacniacza mocy. Nr w dzienniku. Imię i nazwisko

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Ruch Demonstracje z kinematyki i dynamiki przeprowadzane przy wykorzystanie ultradźwiękowego czujnika połoŝenia i linii powietrznej.

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Rys 1 Schemat modelu masa- sprężyna- tłumik

ĆWICZENIE 8 SILNIK PIEZOELEKTRYCZNY

Podstawy Automatyki ĆWICZENIE 4

Podstawy Automatyki. Wykład 6 - Miejsce i rola regulatora w układzie regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

BADANIE STATYCZNYCH WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

W celu obliczenia charakterystyki częstotliwościowej zastosujemy wzór 1. charakterystyka amplitudowa 0,

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 3 A

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Obwody sprzężone magnetycznie.

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI BADANIE TRANSFORMATORA. Autor: Grzegorz Lenc, Strona 1/11

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

R L. Badanie układu RLC COACH 07. Program: Coach 6 Projekt: CMA Coach Projects\ PTSN Coach 6\ Elektronika\RLC.cma Przykłady: RLC.cmr, RLC1.

Transkrypt:

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest uzyskanie wykresów charakterystyk skokowych członów róŝniczkujących mechanicznych i hydraulicznych oraz wyznaczenie w sposób teoretyczny i graficzny ich stałych czasowych. Zakres niezbędnych wiadomości teoretycznych: Obejmuje on: a) klasyfikację liniowych członów automatyki, b) równania róŝniczkowe, równania charakterystyk statycznych i odpowiedzi na wymuszenie skokowe podstawowych członów liniowych automatyki, c) transmitancje, stałe czasowe, interpretacje graficzne, d) przykłady realizacji liniowych członów automatyki. Opis stanowiska lab: a) Mechaniczny Człon RóŜniczkujący Schematyczną budowę mechanicznego członu róŝniczkującego przedstawia rysunek 4.1 Wielkością wejściową jest przesunięcie x śruby (1). Wielkością wyjściową jest odległość y środka gumowej rolki (3), nałoŝonej na nakrętkę (2), od osi obrotu tarczy (4). Tarcza (4) obraca się ze stałą prędkością kątową ω 1 wymuszoną przez silnik elektryczny. Przesuwając śrubę (1) o x, przesuwamy równieŝ nakrętkę (2) z rolką (3) z neutralnego połoŝenia środkowego, co wymusza obrót rolki, a więc nakręcanie się nakrętki na śrubę. Wymuszony jest zatem ruch wzdłuŝny y rolki w kierunku osi tarczy, który ustanie, gdy rolka znajdzie się w połoŝeniu centralnym. Ruch ten jest zmienny w czasie. Jego wielkość rejestrowana jest za pomocą czujnika indukcyjnego, wzmacniacza i rejestratora X Y. Stan ustalony y = 0 nastąpi przy połoŝeniu centralnym rolki dla kaŝdej wartości wymuszenia x (wówczas ω 2 = 0). Charakterystyka statyczna jest zatem identyczna z charakterystyką statyczną członu róŝniczkującego. W stanach nieustalonych bezwzględną prędkość nakrętki wyznaczymy jako sumę prędkości nakrętki względem śruby v r w i prędkości unoszenia v r u czyli: v = v + v w u

Rys. 4.1. Mechaniczny liniowy człon róŝniczkujący: zdjęcie i schemat 1 śruba, 2 nakrętka, 3 rolka, 4 tarcza obrotowa ~230V ekran x EB y Cz.R 10kΩ U(t) GND oscyloskop Karta SD PC Wykres y(t) Rys. 4.2. Schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego EB element badany, Cz.R czujnik przemieszczenia rezystancyjny

PoniewaŜ: vw = ω 2 h 2π (gdzie h jest skokiem gwintu śruby (1)) i poniewaŝ ω1y = ω2r (gdzie pominięto poślizg rolki względem tarczy, a r jest promieniem rolki gumowej), to h vw = ω1 y 2π r. Równanie prędkości moŝna więc zapisać w postaci następującej: dy ω1 dt hr y dx = + 2π dt r Po oznaczeniu stałej czasowej T = 2 π ω 1h otrzymamy: T dy + y = T dx, dt dt a więc równanie rzeczywistego członu róŝniczkującego..

b) Hydrauliczny Człon RóŜniczkujący Rys. 4.3. Hydrauliczny liniowy człon róŝniczkujący Hydrauliczny człon róŝniczkujący przedstawia rysunek 4.3. Sygnałem wejściowym jest przesunięcie x tłoczka (2). Sygnałem wyjściowym jest przesunięcie y cylinderka (1) tego układu. W stanie ustalonym spręŝyna (3) nie jest napręŝona, nie wywiera Ŝadnej siły na cylinderek (1) i nie powoduje jego przesuwania względem tłoczka (2). Równanie charakterystyki statycznej ma postać: y = 0 dla kaŝdego x nie powodującego oparcia się tłoczka (2) o dno cylinderka (1). W stanach nieustalonych siła oporu hydraulicznego równowaŝy siłę ugiętej spręŝyny. PoniewaŜ siła oporu hydraulicznego jest proporcjonalna do prędkości v tłoczka względem cylinderka, dx dy cs y = ctv = ct, dt dt gdzie c s jest sztywnością spręŝyny, a c t stałą proporcjonalną do powierzchni przekroju poprzecznego tłoczka A i odwrotnie proporcjonalną do przekroju f szczeliny przepływowej nastawianej śrubą (4). Jest ponadto zaleŝna od lepkości uŝytego oleju i kształtu szczeliny. JeŜeli stała czasowa ct T =, c to otrzymamy równanie członu róŝniczkującego (4.22) s

T dy dt + y = T dx. dt Schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego przedstawia rysunek 4.4. Czujnik przemieszczeń liniowych (rys. 4.5) jest przetwornikiem indukcyjnym. Składa się z uzwojenia pierwotnego (I), zasilanego z generatora napięciem 5 V o częstotliwości 5 khz, oraz dwóch jednakowych, połączonych przeciwsobnie uzwojeń wtórnych (II) i (III). W połoŝeniu spoczynkowym rdzenia R wypadkowa siła elektromotoryczna na uzwojeniach wtórnych jest równa 0. Jeśli rdzeń zostanie przesunięty, wówczas na wyjściu czujnika pojawi się siła elektromotoryczna o częstotliwości 5 khz, proporcjonalna do wielkości wychylenia rdzenia od połoŝenia neutralnego. Miernik Przemieszczeń Liniowych MPL-202. Składa się z generatora napięcia zasilającego czujniki, które jest zmodulowane przebiegiem mierzonym i podane na wejście wzmacniacza. Wzmocniony sygnał jest przesyłany na fazoczuły detektor, a następnie do rejestratora i na wyświetlacz. Sygnał wyjściowy dodatkowo wyprowadzony jest na wyście napięciowe w standardzie 0..5V ~230V ekran x EB y Cz.P MPL-202 U(t) oscyloskop GND Karta SD PC Wykres y(t) Rys. 4.4. Schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego EB element badany, Cz.P czujnik przemieszczenia, MPL202 miernik przemieszczeń liniowych Rys. 4.5. Schemat czujnika przemieszczeń liniowych

Przebieg ćwiczenia: W ramach ćwiczenia naleŝy: a) podłączyć oscyloskop według schematu blokowego oraz instrukcji obsługi b) wyskalować zakres pomiarowy oraz offset oscyloskopu tak aby cały badany sygnał mieścił się w wyświetlanym oknie c) zarejestrować przebiegi otrzymane z czujników przemieszczeń dla obydwu członów róŝniczkujących; w przypadku członu hydraulicznego wykonać kilka wykresów dla róŝnych przekrojów szczeliny przepływowej, a więc dla róŝnych szybkości zachodzącego procesu; c) dokonać pomiaru wielkości skoku sygnału wejściowego oraz wyskalować osie otrzymanych przebiegów; wyznaczyć graficznie ich stałe czasowe; d) wykonać pomiary potrzebnych parametrów i dokonać obliczeń teoretycznych stałych czasowych. Sprawozdanie: W sprawozdaniu naleŝy zamieścić: schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego, wyprowadzenie równań dynamiki badanych członów, opisane wykresy odpowiedzi skokowych (otrzymanych w czasie badań), wyznaczone stałe czasowe (z wykresów oraz obliczeń), wyznaczoną teoretycznie odpowiedź (wykres) na wymuszenie liniowo narastające x(t) = at członu mechanicznego, wnioski dotyczące badanego zagadnienia.