Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych

Podobne dokumenty
WAT - WYDZIAŁ ELEKTRONIKI INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH. Przedmiot: CZUJNIKI I PRZETWORNIKI Ćwiczenie nr 1 PROTOKÓŁ / SPRAWOZDANIE

Piezorezystancyjny czujnik ciśnienia: pomiar i wyznaczenie parametrów metrologicznych czujnika i przetwornika ciśnienia

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

Metrologia cieplna i przepływowa

Metrologia cieplna i przepływowa

Metrologia cieplna i przepływowa

Metrologia cieplna i przepływowa

SENSORY i SIECI SENSOROWE

VIGOTOR VPT-13. Elektroniczny przetwornik ciśnienia 1. ZASTOSOWANIA. J+J AUTOMATYCY Janusz Mazan

Czujniki i Przetworniki

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Odporny na korozję czujnik ciśnienia dla mikroreaktorów chemicznych

Imię i nazwisko (e mail) Grupa:

Ćwiczenie 4 Badanie uogólnionego przetwornika pomiarowego

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

Karta katalogowa Strona 1 / 5

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Sensoryka i pomiary przemysłowe Kod przedmiotu

POMIARY TEMPERATURY I

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

SPECYFIKACJA PRZETWORNIK RÓŻNICY CIŚNIEŃ

Przetwornik Magnesense 2

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Przetwornik ciśnienia JUMO dtrans p30 Typ

Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Laboratorium Przetwarzania i Analizy Sygnałów Elektrycznych

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Uwaga. Łącząc układ pomiarowy należy pamiętać o zachowaniu zgodności biegunów napięcia z generatora i zacisków na makiecie przetwornika.

ĆWICZENIE 5. POMIARY NAPIĘĆ I PRĄDÓW STAŁYCH Opracowała: E. Dziuban. I. Cel ćwiczenia

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

I. Pomiary charakterystyk głośników

CHARAKTERYSTYKA PIROMETRÓW I METODYKA PRZEPROWADZANIA POMIARÓW

Podstawy Badań Eksperymentalnych

SPECYFIKACJA PRZETWORNIK RÓŻNICY CIŚNIEŃ DPC250; DPC250-D; DPC4000; DPC4000-D

Instrukcja montażu Elektroniczny czujnik ciśnienia dla aplikacji przemysłowych. PT354x/PT954x

Przetwornik ciśnienia Rosemount 951 do suchego gazu

Uśrednianie napięć zakłóconych

POMIARY CIEPLNE KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH V. 2011

Miernik przepływu powietrza Model A2G-25

VIGOTOR VPT-12. Elektroniczne przetworniki ciśnienia VPT 12 stosuje się w 1. ZASTOSOWANIA. J+J AUTOMATYCY Janusz Mazan

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych Laboratorium Metrologii I. Grupa. Nr ćwicz.

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych. Instytut Inżynierii Lotniczej, Procesowej i Maszyn Energetycznych. Politechnika Wrocławska

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

LDPY-11 LISTWOWY DWUPRZEWODOWY PRZETWORNIK POŁOŻENIA DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, czerwiec 1997 r.

POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA

AX-850 Instrukcja obsługi

Ćwiczenie 15. Sprawdzanie watomierza i licznika energii

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Różnicowy czujnik ciśnienia Do wentylacji i klimatyzacji Model A2G-50

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

Odporny na korozję czujnik ciśnienia dla mikroreaktorów chemicznych

Termodynamika techniczna

Miernik ciśnienia bezwzględnego testo 511

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych

Zadanie 1. Zadanie 2.

POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI I INTERWAŁU CZASU

Pętla prądowa 4 20 ma

Pomiary wielkości nieelektrycznych Kod przedmiotu

ĆWICZENIE NR 2 FILTRACJA PRASA FILTRACYJNA

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Podwójny różnicowy czujnik ciśnienia Do wentylacji i klimatyzacji Model A2G-52

LABORATORIUM PODSTAW METROLOGII M-T Ćwiczenie nr 5 BADANIE CZUJNIKÓW CIŚNIENIA.

Wzorcowanie mierników temperatur Błędy pomiaru temperatury

Katedra Automatyzacji

Kierunek studiów Elektrotechnika Studia I stopnia

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ. 3. Zlecenie znak: 57950OP z dnia r. 4. Przedstawiciel zleceniodawcy: Roger Bours. 5. Wykonujący badania:

Pneumatyczne, elektryczne i elektrohydrauliczne siłowniki do zaworów regulacyjnych i klap

DTR.ZSP-41.SP-11.SP-02 APLISENS PRODUKCJA PRZEMYSŁOWEJ APARATURY POMIAROWEJ I ELEMENTÓW AUTOMATYKI INSTRUKCJA OBSŁUGI

Doświadczenie B O Y L E

Przetwarzanie AC i CA

BADANIE ROZKŁADU TEMPERATURY W PIECU PLANITERM

Instrukcja obsługi. Model

Pomiary małych rezystancji

SiMod-X-(A1) Przetwornik parametrów powietrza z interfejsem RS485 (MODBUS RTU) oraz wyjściem analogowym (dotyczy wersji -A1)

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

Badanie wytrzymałości powietrza przy napięciu stałym

Meraserw-5 s.c Szczecin, ul.gen.j.bema 5, tel.(91) , fax (91) ,

AUTOMATYKA I STEROWANIE W CHŁODNICTWIE, KLIMATYZACJI I OGRZEWNICTWIE L1 BUDOWA TERMOSTATU ELEKTRONICZNEGO

MEOMSy - laboratorium

Ciśnienie i jego pomiar. Tomasz Rusin kl. I a

Przetworniki AC i CA

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

PRZETWORNIKI CIŚNIENIA. ( )

IO.AS-dP.01 APLISENS PRODUKCJA PRZEMYSŁOWEJ APARATURY POMIAROWEJ I ELEMENTÓW AUTOMATYKI INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Pomiar wysokich napięć

APLISENS DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA PRZETWORNIK CIŚNIENIA TYP AS DTR.AS.01 PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ

Analiza korelacyjna i regresyjna

Czujnik ciśnienia OEM O wysokiej dokładności Modele TIS-20, TIS-21

R 1. Układy regulacji napięcia. Pomiar napięcia stałego.

Additel 761 Automatyczny kalibrator ciśnienia

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych. Instytut Inżynierii Lotniczej, Procesowej i Maszyn Energetycznych. Politechnika Wrocławska

Transkrypt:

Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Laboratorium Przetwarzania i Analizy Sygnałów Elektrycznych (bud A5, sala 31) I Instrukcja dla studentów kierunku Elektrotechnika do zajęć laboratoryjnych Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych ćwiczenie 2 Badanie czujników i przetworników ciśnienia 1

1 Wstęp Ciśnienie jest wielkością fizyczną opisującą stan gazów i cieczy. Ciśnienie jest równe składowej normalnej siły do pola powierzchni na która działa siła. p= d F d A Jednostką ciśnienia w układzie SI jest Paskal Pa= N m 2 Pomimo że siła F i powierzchnia A są wektorami, ciśnienie jest skalarem, niezależnym od kierunku powierzchni (prawo Paskala) jedynie od punktu położenia w płynie. Ciśnienie jest wielkością której pomiar wykonuje się pomiędzy dwoma punktami. Można wyróżnić trzy rodzaje mierzonego ciśnienia: 1. Ciśnienie absolutne (ang. absolute pressure) jest mierzone w odniesieniu do próżni doskonałej. 2. Ciśnienie różnicowe (ang. differential pressure) stanowiącą różnicę ciśnień między dwoma punktami poboru ciśnienia. 3. Ciśnienie względne (ang. gauge pressure) nadciśnienie lub podciśnienie mierzone w stosunku do ciśnienia atmosferycznego (otoczenia). Ciśnienie barometryczne jest szczególnym przypadkiem pomiaru ciśnienia bezwzględnego. Wartość normalna ciśnienia barometrycznego na poziomie morza wynosi 113,3hPa. Rysunek 1. Ilustracja zależności pomiędzy ciśnieniami Paskal jest jednostką małą. Powszechnie stosowana są jego wielokrotności zwłaszcza hpa, kpa i MPa. Stosowane są także inne jednostki: atmosfera techniczna 1 at = 9866,5 Pa=98,665kPa tor 1Tr = 1 mmhg= 133,322 Pa atmosfera mechaniczna 1 Atm=76Tr=11,32472kPa bar 1 bar = 1kPa cm cm H 2 O 1cm H 2 O = 98,1 Pa Pound per square inch 1 psi = 6894,76 Pa 2

2 Opis stanowiska pomiarowego Stanowisko pomiarowe składa się z układu pneumatycznego zawierającego kompresor z filtrem powietrza, reduktor ciśnienia (w celach bezpieczeństwa), zbiornik z zaworami manometrycznymi i redukcjami przyłączeniowymi przetworników ciśnienia. Do zwiększania ciśnienia służą zawory REGULACJA ZGRUBNA W GÓRĘ i REGULACJA DOKŁADNA W GÓRĘ. Do zmniejszania ciśnienia służą zawory REGULACJA ZGRUBNA W DÓŁ i REGULACJA DOKŁADNA W DÓŁ. Na stanowisku znajduje się układ pomiarowy prądu NI928 (rozdzielczość 16 bitów, zakres pomiarowy +-22mA, 16 kanałów wejściowych) zawierający terminale przyłączeniowe do montażu na szynę DIN. Na szynie zamontowano przetwornik temperatury o zakresie od do 5 o C z wyjściem prądowym 4-2 ma oraz zasilacz 24V do zasilania przetwornika temperatury i przetworników ciśnienia. Na zbiorniku powietrza zamontowano: 1. Przetwornik IPP-1 2/1 produkcji Zakładów Automatyki Przemysłowej w Ostrowie Wielkopolskim. Zakres pomiarowy -2kPa. Błąd przetwarzania <,1%. Przetwornik ten pełni rolę wzorca. 2. Manometr mechaniczny o zakresie 25kPa i dokładności 1,6%, 3. Przetwornik ciśnienia względnego firmy JUMO - dtrans P32 o zakresie -2kPa dokładności,2%, 4. Przetwornik ciśnienia absolutnego firmy JUMO - dtrans P31 o zakresie -4kPa i dokładności,2%, 5. Głowicę pomiarową miernika ciśnienia LUTRON PS-931. Sygnałem wyjściowym z przetworników jest prąd z zakresu 4-2mA proporcjonalny do wartości sygnału mierzonego. Prąd zamieniany jest na temperaturę lub ciśnienie w programie, którego interfejs przedstawiono na rysunku 2. Rysunek 2. Interfejs programu wykonującego pomiar prądu i zamianę na temperaturę lub ciśnienie. 3

Prądu zamieniany jest na ciśnienie z zależności p(i)=k I+B gdzie K to współczynnik kierunkowy prostej a B to przesunięcie (offset) K= p p max min ; B= K I I max I min + p min min W powyższych zależnościach p max, I max, p min, I min to ciśnienie i prąd przy górnym i dolnym zakresie przetwornika. p[kpa] 4 (p max,i max ) B (p min,i min ) 4 2 I [ma] Rysunek 3. Prosta przetwarzania przetwornika ciśnienia absolutnego JUMO dtrans P31 ABS Przed przystąpieniem do zajęć obliczyć współczynniki kierunkowe K i przesunięcia B dla przetworników dostępnych na stanowisku. 3 Program ćwiczenia laboratoryjnego Zadaniem do wykonania w ćwiczeniu jest wyznaczenie błędów przetwarzania oraz histerezy przetworników. Obiektem pomiarów są miernik ciśnienia Lutron PS-931, manometr i wybrany przetwornik firmy JUMO. 3.1 Obsługa stanowiska pomiarowego Przed rozpoczęciem pracy upewnić się czy wszystkie zawory regulacji ciśnienia są zamknięte (dźwignia powinna znajdować się w położeniu poziomym). Reduktor ciśnienia znajdujący się na pulpicie ustawić na ciśnienie 2,5bara. Włączyć kompresor i odczekać do momentu jego automatycznego wyłączenia. Do zwiększania ciśnienia służą zawory REGULACJA ZGRUBNA W GÓRĘ i REGULACJA DOKŁADNA W GÓRĘ. Do zmniejszania ciśnienia służą zawory REGULACJA ZGRUBNA W DÓŁ i REGULACJA DOKŁADNA W DÓŁ. Włączyć zasilanie przetworników i systemu NI928 połączonego do portu sieci przewodowej komputera. Uruchomić program ciśnienie do pomiaru systemem NI928. Wpisać wartości nachylenia prostej K i przesunięcia B dla poszczególnych przetworników. Po zakończeniu pomiarów należy wyłączyć kompresor. Reduktor ciśnienia ustawić na ciśnienie zerowe. Należy otworzyć wszystkie zawory regulacyjne w celu rozprężenia układu pneumatycznego. 3.2 Uwagi ogólne Badany przetwornik i wyposażenie stanowiska powinno znajdować się w takich samych warunkach. Przed rozpoczęciem ćwiczenia oraz po zakończeniu pomiarów zmierzyć temperaturę. 4

Zgodnie z normą EN 677-1 przy określaniu charakterystyk przetworników należy wybrać co najmniej 5 punktów pomiaru (korzystniej jest wybrać więcej). Liczba oraz usytuowanie tych punktów powinno odpowiadać rodzajowi charakterystyki oraz pożądanej dokładności. Punkty powinny obejmować dolną i górną granicę zakresu pomiarowego lub punkty w pobliżu tych granic (w odległości nieprzekraczającej 1% szerokości zakresu pomiarowego). Przed sprawdzeniem przetwornik powinien być obciążony trzykrotnie ciśnieniem wejściowym w całym zakresie pomiarowym. W każdym punkcie pomiarowym powinna być utrzymywana stała wartość ciśnienia tak długo, aż badany przetwornik ustabilizuje wskazanie. Obserwować i zanotować wartości sygnału wyjściowego (ciśnienie lub prąd) przy wybranych punktach pomiarowych przy zmianach ciśnienia zwiększaniu i zmniejszaniu w granicach pełnego zakresu pomiarowego. 3.3 Opracowanie wyników pomiarów Z otrzymanych wyników pomiarów należy dla każdego z przetworników określić różnice pomiędzy wartością wyjściową a wzorcową. Różnicę (błąd) wyrazić względem zakresu pomiarowego badanego przetwornika δ[%]= p x p wz p max p min 1 %, gdzie: p x ciśnienie wskazywane przez przetwornik badany, p wz ciśnie nie wzorcowe, p max górny zakres przetwornika, p min dolny zakres przetwornika. Dodatnia wartość błędu oznacza, że ciśnienie wskazywane przez badany przetwornik jest większe od wielkości wzorcowej. Na podstawie otrzymanych wyników obliczyć oraz wykreślić w odniesieniu do sygnału wzorcowego błąd średni dla każdego punktu przy rosnących wartości ciśnienia, błąd średni dla każdego punktu przy malejących wartości ciśnienia, błąd średni dla każdego punktu przy rosnącym i malejącym ciśnieniu. Z obliczonych błędów i na podstawie sporządzonych wykresów określić maksymalny błąd przetwarzania oraz histerezę. Histereza jest to różnica pomiędzy średnimi wartościami błędów wyznaczonych dla każdego z punktów przy rosnącym ciśnieniu a błędami przy malejącym ciśnieniu. Wartość histerezy jest to największą różnica wyznaczona w podany sposób. Tabela pomiarowa ZAP IPP-1 2 Wzorzec Lutron PS-931 Manometr JUMO 2kPa JUMO ABS p[kpa] I [ma] p[kpa] δ [%] p[kpa] δ [%] p[kpa] I [ma] δ [%] p[kpa] I [ma] δ [%] 2 5

2 2 4 Literatura [1] Miłek Marian Metrologia elektryczna wielkości nieelektrycznych, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, 26, [2] Romer Edmund Miernictwo Przemysłowe PWN, Warszawa 1978 [3] Piotrowski Janusz red. Czujniki i metody pomiarowe wybranych wielkości fizycznych i składu chemicznego, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 29. [4] PN-EN 677-1 - Przetworniki pomiarowe stosowane w systemach sterowania procesami przemysłowymi-- Część 1: Metody wyznaczania właściwości [5] PN-EN 677-2 - Przetworniki pomiarowe stosowane w systemach sterowania procesami przemysłowymi-- Część 2: Metody badań i procedury 6