POMIARY TENSOMETRYCZNE NAPRĘŻEŃ ZGINAJĄCYCH

Podobne dokumenty
POMIARY TENSOMETRYCZNE NAPRĘŻEŃ ZGINAJĄCYCH

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Laboratorium Matematyka z elementami fizyki

POMIARY TENSOMETRYCZNE NAPRĘŻEŃ SKRĘCAJĄCYCH I PARAMETRÓW RUCHU DRGAJĄCEGO

BADANIE ROZKŁADU TEMPERATURY W PIECU PLANITERM

MIERNICTWO WIELKO CI NIEELEKTRYCZNYCH 2

METROLOGIA EZ1C

POMIARY PARAMETRÓW PRZEPŁYWU POWIETRZA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Spis treści JĘZYK C - ZAGNIEŻDŻANIE IF-ELSE, OPERATOR WARUNKOWY. Informatyka 1. Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Wydział Elektryczny Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu METROLOGIA

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

Spis treści JĘZYK C - PRZEKAZYWANIE PARAMETRÓW DO FUNKCJI, REKURENCJA. Informatyka 1. Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu

ELEMENTY RLC W OBWODACH PRĄDU SINUSOIDALNIE ZMIENNEGO

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Spis treści JĘZYK C - ŚLEDZENIE WYKONANIA PROGRAMU, DEBUGGER. Informatyka 1. Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

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

WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

Nowoczesne systemy diagnostyczne i kontrolno-pomiarowe

Podstawy Badań Eksperymentalnych

ENS1C BADANIE OBWODU TRÓJFAZOWEGO Z ODBIORNIKIEM POŁĄCZONYM W TRÓJKĄT E10

Ćwiczenie 11. Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Program ćwiczenia:

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Pomiary tensometryczne. Pomiary tensometryczne. Pomiary tensometryczne. Rodzaje tensometrów. Przygotowali: Paweł Ochocki Andrzej Augustyn

Spis treści JĘZYK C - ZAGNIEŻDŻANIE IF-ELSE, OPERATOR WARUNKOWY. Informatyka 1. Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu

Podstawy budowy wirtualnych przyrządów pomiarowych

Politechnika Białostocka

ANALIZA KORELACYJNA I FILTRACJA SYGNAŁÓW

Spis treści JĘZYK C - ZAGNIEŻDŻANIE IF-ELSE, OPERATOR WARUNKOWY. Metodyki i techniki programowania

Ćw. 12. Akwizycja sygnałów w komputerowych systemach pomiarowych ( NI DAQPad-6015 )

Program ćwiczenia: SYSTEMY POMIAROWE WIELKOŚCI FIZYCZNYCH - LABORATORIUM

1. Opis aplikacji. 2. Przeprowadzanie pomiarów. 3. Tworzenie sprawozdania

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 11: Moduł Younga

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania. Automatyzacja i Nadzorowanie Maszyn Zajęcia laboratoryjne. Ćwiczenie 11 Silnik

Wirtualne przyrządy pomiarowe

LV6. Pomiary mocy i energii w jednofazowych obwodach prądu przemiennego

wiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe

Uśrednianie napięć zakłóconych

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

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Ćwiczenie 11. Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Program ćwiczenia:

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 2

POMIARY TEMPERATURY I

Ćw. 2: Analiza błędów i niepewności pomiarowych

Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Ćwiczenie 10 Wizualizacja

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

INSTALACJA DOSTĘPU DO INTERNETU

Badanie ugięcia belki

Politechnika Białostocka

Ćwiczenie 4 Badanie uogólnionego przetwornika pomiarowego

Laboratorium Elementów i Układów Automatyzacji

Gromadzenie danych. Przybliżony czas ćwiczenia. Wstęp. Przegląd ćwiczenia. Poniższe ćwiczenie ukończysz w czasie 15 minut.

Katedra Energetyki. Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Politechnika Białostocka

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 2. Waga elektroniczna. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Komputerowe projektowanie układów ćwiczenia uzupełniające z wykorzystaniem Multisim/myDAQ. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ

Badanie właściwości łuku prądu stałego

Politechnika Białostocka

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Statyczna próba rozciągania - Adam Zaborski

Ćwiczenie 3 Akwizycja danych pomiarowych za pomocą karty pomiarowej NI USB-6008 w programie LabVIEW

Pomiary napięć i prądów zmiennych

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

Ćwiczenie: "Mierniki cyfrowe"

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 4

MIERNICTWO WIELKO CI NIEELEKTRYCZNYCH 2

Konsola operatora TKombajn

LINIA PRZESYŁOWA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Sensoryka i pomiary przemysłowe Kod przedmiotu

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

NIEZBĘDNY SPRZĘT LABORATORYJNY

Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

Sprzęt i architektura komputerów

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Wydział Elektryczny Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu METROLOGIA.

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

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

Temat: POMIAR SIŁ SKRAWANIA

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Pomiar temperatury procesora komputera klasy PC, standardu ATX wykorzystanie zestawu COACH Lab II+. Piotr Jacoń K-4 I PRACOWNIA FIZYCZNA

DYNAMICZNE ZMIANY NAPIĘCIA ZASILANIA

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Kalibracja czujnika temperatury zestawu COACH Lab II+. Piotr Jacoń. K-5a I PRACOWNIA FIZYCZNA

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Transkrypt:

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA KATEDRA ZARZĄDZANIA PRODUKCJĄ Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: Systemy pomiarowe Kod przedmiotu: KS05456, KN05456 Ćwiczenie Nr 3 POMIARY TENSOMETRYCZNE NAPRĘŻEŃ ZGINAJĄCYCH (z zastosowaniem LabVIEW) Autor: dr inż. Arkadiusz Łukjaniuk Białystok 2017 1

Wszystkie nazwy handlowe i towarów występujące w niniejszej instrukcji są znakami towarowymi zastrzeżonymi lub nazwami zastrzeżonymi podanych w tekście firm 2

C lem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z istotą i zastosowaniem pomiarów tensometrycznych oraz nauczenie podstawowych zasad wykorzystywania w miernictwie wielkości nieelektrycznych komputerowych systemów pomiarowych na przykładzie LabVIEW. 1. Przygotowanie do pomiarów mostka tensometrycznego NI USB-9162 W celu dokonania pomiarów odkształceń przy pomocy mostka tensometrycznego National Instruments NI USB-9162 należy uruchomić program LabVIEW SignalExpress. Następnie wybrać rodzaj mierzonej wielkości w następującej kolejności: Add Step Acquire Signals DAQmx Acquire Analog Input Strain (w naszym przypadku pomiar odkształceń strain rys. 1) + cdaq 1Mod1 (NI 9237). Rys. 1. Wybór rodzaju mierzonej wielkości oraz modułu pomiarowego 3

Następnie należy przeprowadzić wybór i konfigurację odpowiednich kanałów mostka. W tym celu należy zaznaczyć kursorem np. kanał ai0 (rys.2) i potwierdzić OK.. Rys. 2. Wybór kanału mostka tensometrycznego Po pojawieniu się okna jak na rys. 3 należy przeprowadzić ustawienia danego kanału, a mianowicie: wprowadzić wartość rezystancji tensometru (R= 120,1 Ω); wprowadzić wartość stałej tensometru (k=2,13); wpisać rozmiar bloku próbek (Samples to Read 2000) i częstotliwość próbkowania (Rate 1000); Rys. 3. Parametry kanału mostka tensometrycznego 4

wybrać konfigurację mostka (Half Bridge I pomiar naprężeń zginających i parametrów ruchu drgającego - rys.4). Rys. 4. Wybór konfiguracji mostka tensometrycznego W celu dodania następnych kanałów należy uaktywnić przycisk + (rys.4) i zaznaczyć odpowiedni kanał (np. ai1 rys. 5). Kanał będzie miał takie same ustawienia jak poprzednio skonfigurowany kanał (uaktywnić pozostałe kanały). Rys. 5. Aktywacja kolejnych kanałów mostka tensometrycznego 5

Opcja Connection Diagram (rys. 6) pokazuje sposób podłączenia tensometrów do mostka NI USB-9162. Rys. 6. Podłączenie tensometrów do mostka tensometrycznego Po wykonaniu tych czynności należy włączyć pomiary (opcja RUN w lewym górnym rogu ekranu). Następnie należy otworzyć okno wizualizacji wyników pomiaru Data View (rys. 7) i wybrać niezbędne do wyświetlania numery kanałów (opcje: Signals Add Signal nr kanału). Usuwanie niepotrzebnych do prezentacji kanałów odbywa się przy pomocy opcji Remove Signals. Rys.7. Wizualizacja wybranych przebiegów 6

Nietrudno zauważyć, że obserwowane przebiegi pomimo braku obciążenia wskazują wartości różne od 0. W celu wyzerowania przebiegów należy: wyskalować (rys. 8 - Add Step Processing Analog Signals Scaling and Conversion); Rys.8. Aktywacja opcji skalowania kolejność operacji - rys. 9: klikamy Input Strain wybieramy pierwszy kanał - cdaq 1Mod1_ai0, następnie klikamy Configuration i w okienku Pre=gain-offset wpisujemy z przeciwnym znakiem i odpowiednią literą średnią wartość górnego przebiegu Enter dolny przebieg powinien oscylować wokół zera. Powtarzamy to samo dla pozostałych kanałów; Rys.9. Instrukcja do procesu skalowania 7

Następnie wchodzimy do opcji wizualizacji przebiegów (rys.7) i usuwamy aktywne przebieg, a w ich miejsce wstawiamy przebiegi wyskalowane (scaled). Powinniście uzyskać przebiegi jak na rysunku 10. Rys.10. Wizualizacja przebiegów po skalowaniu Tak uzyskane przebiegi trzeba wyeksportować do arkusza Excel (przy aktywnym oknie Data View klikając prawym przyciskiem myszki otwieramy okno jak na rys. 11 i wybieramy Export to Microsoft Excel. Zapisac te dane jako 0 przed pomiarem. Uzyskane w ten dane możemy obrabiać w dowolny sposób według reguł pracy w arkuszu Excel. Rys.11. Eksport danych do arkusza Excel 8

2. Pomiar naprężeń zginających przy pomocy mostka tensometrycznego NI USB-9162 1. Połączyć tensometry do odpowiednich kanałów mostka NI USB-9162 (rys.12). 2. Przeprowadzić konfigurację systemu zgodnie z instrukcją (tensometry są w układzie półmostkowym) 3. Wygasić ewentualne drgania belki (belka nieobciążona) oraz wyzerować wartości odkształceń w aktywnych kanałach. Rys.12. Schemat ideowy układu do pomiaru naprężeń zginających 4. Zanotować do tabeli 1 wartości odkształceń w poszczególnych kanałach mostka (można to zrobić eksportując przebiegi do Excela i obliczając potrzebne wartości średnie odkształceń lub znaleźć odpowiednią opcję wyliczania średniej w programie Signal Expres i wyprowadzić ich wizualizację na ekranie komputera). 5. Delikatnie zawiesić na końcu belki odważnik o masie 0,5 kg, stłumić oscylacje belki i zanotować w tabeli 1 wartości średnie odkształceń lub wyeksportować do Excela wskazania poszczególnych kanałów mostka. 6. Przeprowadzić pomiary dla pozostałych wartości obciążeń wskazanych w tabeli 1. 7. Obliczyć wielkości podane w tabeli 1 i przeprowadzić analizę uzyskanych rezultatów. 8. Sporządzić na jednym wykresie: σ p =f(f) i σ o = f(f) dla wszystkich kanałów pomiarowych. 9

9. Sporządzić na jednym wykresie (wykres kolumnowy): δ=f(f) dla wszystkich kanałów pomiarowych. 10. Przeanalizować uzyskane zależności i wskazać przyczyny błędów. Tabela 1. Ch 0 Ch 1 Ch 2 Ch 3 m ε εo σp σo δ ε εo σp σo δ ε εo σp σo δ ε εo σp σo δ kg 0 0,5 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5 2,75 3,0 μd μd MPa MPa % μd μd MPa MPa % μd μd MPa MPa % μd μd MPa MPa % l= m; b= m; h= m; x 1 = m; x 2 = m; x 3 = m; x 4 = m; Wartość odkształcenia εo w wybranym punkcie belki x obliczamy ze wzoru: o 6F( l x), 2 Ebh (1) gdzie: F siła działająca na belkę w [N]; b szerokość belki w [m]; h wysokość belki w [m]; E moduł Younga (dla stali 2,1*10 5 MPa); l odległość zawieszenia ciężarka od zamocowania belki [m]; x współrzędna naklejenia tensometrów. Dokładną wartość naprężeń σo wyznaczamy z zależności: 2 M g ( x) bh o, Wg, M g ( x) F( l x) W 6, (2) g natomiast wartość naprężeń uzyskanych przy pomocy pomiarów obliczamy na podstawie: p p E (3) 10

Różnicę względną pomiędzy naprężeniami wyznaczonymi zgodnie z zależnościami (2) i (3) obliczyć należy korzystając ze wzoru: o p o 100%. 3. Pytania kontrolne 1. Podaj definicję odkształcenia jednostkowego ε. 2. Podaj definicję naprężenia jednostkowego σ. 3. Podaj i skomentuj wzór określający prawo Hooke a. 4. Podaj związek, jaki występuje między naprężeniem jednostkowym i odkształceniem jednostkowym. 5. Wyjaśnij zasadę działania tensometru oporowego. 6. Jakie parametru drutu oporowego zmieniają się w wyniku rozciągania (ściskania) tego drutu? 7. Wymień rodzaje tensometrów i narysuj budowę jednego z nich. 8. Wymień i skomentuj przyczyny błędów pomiarów tensometrycznych. 9. Narysuj układ półmostkowy używany w pomiarach tensometrycznych i przeanalizuj jego wady i zalety. 4. Literatura 1. Miłek M.: Pomiary wielkości nieelektrycznych metodami elektrycznymi: podręcznik akademicki, Zielona Góra: Politechnika Zielonogórska, 1998 2. Chwaleba A., Czajewski J.: Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1993. 3. Chwaleba A., Czajewski J.: Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1993. 4. Chwaleba A. i inni: Metrologia elektryczna WNT, Warszawa 2011. 5. W. Nawrocki: Systemy i sensory pomiarowe. WPP, Poznań 2001. 11

WYMAGANIA BHP Warunkiem przystąpienia do praktycznej realizacji ćwiczenia jest zapoznanie się z instrukcją BHP i instrukcją przeciw pożarową oraz przestrzeganie zasad w nich zawartych. Wybrane urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym mogą posiadać instrukcje stanowiskowe. Przed rozpoczęciem pracy należy zapoznać się z instrukcjami stanowiskowymi wskazanymi przez prowadzącego. W trakcie zajęć laboratoryjnych należy przestrzegać następujących zasad. Sprawdzić, czy urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym są w stanie kompletnym, nie wskazującym na fizyczne uszkodzenie. Sprawdzić prawidłowość połączeń urządzeń. Załączenie napięcia do układu pomiarowego może się odbywać po wyrażeniu zgody przez prowadzącego. Przyrządy pomiarowe należy ustawić w sposób zapewniający stałą obserwację, bez konieczności nachylania się nad innymi elementami układu znajdującymi się pod napięciem. Zabronione jest dokonywanie jakichkolwiek przełączeń oraz wymiana elementów składowych stanowiska pod napięciem. Zmiana konfiguracji stanowiska i połączeń w badanym układzie może się odbywać wyłącznie w porozumieniu z prowadzącym zajęcia. W przypadku zaniku napięcia zasilającego należy niezwłocznie wyłączyć wszystkie urządzenia. Stwierdzone wszelkie braki w wyposażeniu stanowiska oraz nieprawidłowości w funkcjonowaniu sprzętu należy przekazywać prowadzącemu zajęcia. Zabrania się samodzielnego włączania, manipulowania i korzystania z urządzeń nie należących do danego ćwiczenia. W przypadku wystąpienia porażenia prądem elektrycznym należy niezwłocznie wyłączyć zasilanie stanowisk laboratoryjnych za pomocą wyłącznika bezpieczeństwa, dostępnego na każdej tablicy rozdzielczej w laboratorium. Przed odłączeniem napięcia nie dotykać porażonego. 12