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



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

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

Miernictwo I INF Wykład 13 dr Adam Polak

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI STATYCZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

PRZYRZĄDY POMIAROWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

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

POMIARY ELEKTRYCZNE WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH 2

Ćwiczenie EA9 Czujniki położenia

Pomiar indukcyjności.

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

POMIARY TEMPERATURY I

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Ćwiczenie nr 3 OBWODY LINIOWE PRĄDU SINUSOIDALNEGO

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7. Pomiar mocy czynnej, biernej i cosφ

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

PRZETWORNIKI POMIAROWE

Elementy indukcyjne. duża czułość i sztywność układu stateczne i bezstopniowe przekazywanie sygnału mała siła oddziaływania duża pewność ruchu

Ćwiczenie nr 1. Regulacja i pomiar napięcia stałego oraz porównanie wskazań woltomierzy.

Ćwiczenie nr 74. Pomiary mostkami RLC. Celem ćwiczenia jest pomiar rezystancji, indukcyjności i pojemności automatycznym mostkiem RLC.

Ćwiczenie 15. Sprawdzanie watomierza i licznika energii

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

Systemy pomiarowe. Ćwiczenie Nr 4 BADANIE WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKA INDUKCYJNOŚCIOWEGO TRANSFORMATOROWEGO

Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

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

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu napięcia na prąd. Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych elementów pasywnych... 68

ĆWICZENIE nr 5. Pomiary rezystancji, pojemności, indukcyjności, impedancji

4.8. Badania laboratoryjne

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Badziak Zbigniew Kl. III te. Temat: Budowa, zasada działania oraz rodzaje mierników analogowych i cyfrowych.

Badanie czujnika przemieszczeń liniowych

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Podstawy Automatyki laboratorium

Ćwiczenie 1 Pomiar przemieszczeń liniowych na przykładzie przetwornika LVDT

P O L I T E C H N I K A Ł Ó D Z K A INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD ELEKTROWNI LABORATORIUM POMIARÓW I AUTOMATYKI W ELEKTROWNIACH

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

13 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Mostek Wheatstone a, Maxwella, Sauty ego-wiena. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

SENSORY I SYSTEMY POMIAROWE

Metody mostkowe. Mostek Wheatstone a, Maxwella, Sauty ego-wiena

15. UKŁADY POŁĄCZEŃ PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH I NAPIĘCIOWYCH

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Ćw. 15 : Sprawdzanie watomierza i licznika energii

5. POMIARY POJEMNOŚCI I INDUKCYJNOŚCI ZA POMOCĄ WOLTOMIERZY, AMPEROMIERZY I WATOMIERZY

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

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

Politechnika Warszawska. Instytut Maszyn Elektrycznych. Laboratorium Maszyn Elektrycznych Malej Mocy BADANIE SELSYNÓW. Warszawa 2003.

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Obwody sprzężone magnetycznie.

E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu

Przyrządy i przetworniki pomiarowe

Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10

Pomiar indukcji pola magnetycznego w szczelinie elektromagnesu

Pomiary Elektryczne Wielkości Nieelektrycznych Ćw. 7

Ć wiczenie 2 POMIARY REZYSTANCJI, INDUKCYJNOŚCI I POJEMNOŚCI

Uśrednianie napięć zakłóconych

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru podstawowych wielkości fizycznych w obwodach prądu stałego za pomocą przyrządów pomiarowych.

Badanie transformatora

Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych

3. Przebieg ćwiczenia I. Porównanie wskazań woltomierza wzorcowego ze wskazaniami woltomierza badanego.

Ćw. 27. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu

nazywamy mostkiem zrównoważonym w przeciwieństwie do mostka niezrównoważonego, dla którego Z 1 Z 4 Z 2 Z 3. Z 5

Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI. Katedra Metrologii i Optoelektroniki. Metrologia. Ilustracje do wykładu

WAT WYDZIAŁ ELEKTRONIKI INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH

st. stacjonarne I st. inżynierskie, Energetyka Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki Ćwiczenie nr 4 OBWODY TRÓJFAZOWE

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Spis treci. 2. WZORCE Wzorce siły elektromotorycznej...15

Imię i nazwisko (e mail) Grupa:

Miernictwo elektryczne i elektroniczne

Ćwiczenia tablicowe nr 1

Podstawy miernictwa. Mierniki magnetoelektryczne

I= = E <0 /R <0 = (E/R)

SENSORY i SIECI SENSOROWE

Narzędzia pomiarowe Wzorce Parametrami wzorca są:

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

Wartość średnia półokresowa prądu sinusoidalnego I śr : Analogicznie określa się wartość skuteczną i średnią napięcia sinusoidalnego:

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

POMIARY BEZPOŚREDNIE I POŚREDNIE PODSTAWOWYCH WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH

Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności obwodu szeregowego, zawierającego elementy R, L, C.

Pomiar wielkości nieelektrycznych: temperatury, przemieszczenia i prędkości.

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Ć W I C Z E N I E N R E-8

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności obwodu szeregowego zawierającego elementy R, L, C.

Układy regulacji i pomiaru napięcia zmiennego.

ĆWICZENIE NR 3 BADANIE PRZEKAŹNIKÓW JEDNOWEJŚCIOWYCH - NADPRĄDOWYCH I PODNAPIĘCIOWYCH

Badanie właściwości tłumienia zakłóceń woltomierza z przetwornikiem A/C z dwukrotnym całkowaniem

Katedra Energetyki. Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

ZASADA DZIAŁANIA miernika V-640

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII. Instrukcja do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego:

E1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA

WAT WYDZIAŁ ELEKTRONIKI INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH

Transkrypt:

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 1/7 ĆWICZENIE 2 WYBRANE ELEKTRYCZNE CZUJNIKI-PRZETWORNIKI PRZESUNIĘĆ LINIOWYCH I KĄTOWYCH 1.CEL ĆWICZENIA: zapoznanie się z podstawowymi czujnikami-przetwornikami przesunięć liniowych i kątowych oraz ich zastosowaniami w automatyce przemysłowej. Jednym z ważniejszych zagadnień w technologii drewna jest pomiar długości, szerokości i grubości poszczególnych elementów wykonanych z drewna i tworzyw drzewnych. Bezpośrednie pomiary wymagają zaangażowania pracy ludzkiej i są obarczone dużym błędem subiektywnym. Czujniki-przetworniki można sklasyfikować w następujący sposób (nazwy czujnik i przetwornik można używać zamiennie): 1. ze względu na charakter przetwarzanych sygnałów: analogowe, cyfrowe, analogowo-cyfrowe. 2. ze względu na sposób przetwarzania: - generacyjne (wielkość nieelektryczna jest bezpośrednio przetwarzana na wielkość elektryczną na skutek działania wielkości nieelektrycznej powstaje siła elektromotoryczna lub ładunek elektryczny; wykorzystuje się tu zjawiska: indukcji elektrycznej, termoelektryczne, piezoelektryczne, fotoelektryczne np. w ogniwie fotoelektrycznym, termoelemencie), - parametryczne (wielkość wejściowa powoduje zmianę wybranego parametru czujnika np. impedancji, rezystancji: do wykrycia zmiany parametru potrzebna jest energia pomocnicza).

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 2/7 X Nieelektryczna wielkość wejściowa X Czujnik generacyjny i lk ilk Czujnik parametryczny Y Elektryczna wielkość wyjściowa Y Energia pomocnicza Jakość czujników-przetworników określona jest przez: 1. charakterystykę statyczną wykres zależności pomiędzy wartościami x wielkości wejściowej i odpowiadającymi im wartościami y wielkości wyjściowej y = f(x) 2. zakres pomiarowy zakres wartości wielkości wejściowej, w którym przetwarzanie odbywa się w określonej klasie dokładności. 3. czułość statyczna S granica stosunku przyrostu y wielkości wyjściowej do wywołującego te zmianę przyrostu x wielkości wejściowej: Czułość statyczna jest wielkością mianowaną. 4. stała czujnika odwrotność czułości. Powyższe parametry są ze sobą powiązane, często w sposób przeciwstawny. Chcąc na przykład w czujnikach indukcyjnościowych uzyskać dużą czułość i dużą moc sygnału wyjściowego pogarsza się liniowość charakterystyki statycznej. Dla potrzeb automatyki stosuje się czujniki-przetworniki przesunięć liniowych i kątowych z wyjściowym sygnałem w postaci napięcia elektrycznego (tzw. czujniki elektryczne). Dogodne jest to w przekazywaniu wyników pomiarów na odległość, w sygnalizacji np. przy pomiarze stopnia otwarcia zaworu, kontroli wymiarów i kształtu wyrobów w zautomatyzowanej linii produkcyjnej. Często w czujnikach-przetwornikach stosuje się kilkakrotne przetwarzanie jednej wielkości na kolejne inne wielkości w celu uzyskania odpowiedniej dokładności pomiaru.

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 3/7 Czujniki indukcyjnościowe Należą do czujników analogowych parametrycznych. Wykorzystuje się tu najczęściej zależność zmiany przewodności magnetycznej od zmian wymiarów szczeliny utworzonej między cewką a ruchomym rdzeniem. Budowane są w układach: dławikowym, różnicowym, mostkowym, transformatorowym. X a) b) c) Rys 1. a) dławikowy czujnik indukcyjnościowy. o zmiennej szer. szczeliny powietrznej b) różnicowy czujnik solenoidalny, c) charakterystyka statyczna obu czujników. Na rys. 1a i lb przedstawiono schematy czujników indukcyjnościowych: dławikowego czujnika indukcyjnego o zmiennej szerokości szczeliny powietrznej i różnicowego czujnika solenoidalnego oraz ich charakterystyki statycznej (rys. lc). Punkt oznaczony literą F na rys. lc. charakteryzuje się zmianą fazy natężenia prądu względem napięcia zasilającego ten układ. Dzięki temu, stosując układ fazoczuły, można uzyskać np. miernik z punktem zerowym w środku skali. Odchylenia wskazówki takiego miernika oprócz wartości bezwzględnej będą wskazywać na kierunek zmian mierzonej wartości (dodatni lub ujemny względem zera).

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 4/7 Czułość układów pomiarowych z indukcyjnościami zwiększa się, łącząc je w konfiguracji mostkowej. Ze względu na indukcyjności mostki takie są zasilane napięciem przemiennym. Rys. 2. Układ mostkowy do współpracy z czujnikiem różnicowym solenoidalnym. Na rys.2. przedstawiono schemat układu mostkowego współpracującego z czujnikiem różnicowym. Czujnik taki składa się z dwu identycznych uzwojeń cylindrycznych (solenoidów) L1 i L2, wewnątrz których znajduje się przesuwny rdzeń ferrytowy. W stanie spoczynku jest on położony dokładnie w elektrycznym środku, tak że indukcyjności obu uzwojeń są sobie równe. Z jednej strony rdzeń jest połączony z trzpieniem. Obiekt np. formatka oddziałuje na trzpień i przemieszcza go w poziomie, dzięki czemu można mierzyć gabaryty np. grubość. W położeniu spoczynkowym rdzenia mostek jest zrównoważony za pomocą rezystorów Rl i R2. Jeżeli rdzeń przesunie się w prawo, to większa jego część znajdzie się w cewce L2, a jej indukcyjność i reaktancja indukcyjna wzrosną. Indukcyjność cewki L1 będzie w związku z tym mniejsza i mostek zostanie rozstrojony. Wychylenie wskazówki przyrządu pomiarowego będzie zatem miarą drogi, którą przebył rdzeń. Przetwornik obrotowo impulsowy. Należy do grupy przetworników analogowo-cyfrowych. Umożliwia dokonanie precyzyjnych cyfrowych pomiarów przesunięć kątowych, liniowych oraz innych wielkości fizycznych, dających się przetworzyć na jedno z powyższych przesunięć. Do pomiaru przesunięć kątowych oprócz czujników używanych do pomiaru przesunięć liniowych, stosowane są tzw. transformatory obrotowe np. selsyny.

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 5/7 2.LITERATURA 1. J.Kostro: Elementy, urządzenia i układy automatyki, WSZP 1983. 2. D.Turzeniecka: Laboratorium z metrologii elektrycznej i elektronicznej, skrypt PP 1996. 3.PRZEBIEG ĆWICZENIA: Student wykonuje wybrane punkty ćwiczenia zgodnie z zaleceniami prowadzącego. 3.l. Wyznaczenie charakterystyki statycznej L= f ( x) dławikowego czujnika indukcyjnościowego o zmiennej szerokości szczeliny powietrznej. Określić zależność zmian indukcyjności L czujnika (rys.la.) od zmian szerokości x szczeliny powietrznej pomiędzy dwiema częściami rdzenia ferromagnetycznego. Indukcyjność mierzyć za pomocą automatycznego mostka RLC, począwszy od szerokości szczeliny powietrznej x = 0 mm co 0.25 mm do x = 10 mm. Wyniki przedstawić w tabeli i na wykresie. 3.2. Wyznaczenie charakterystyki statycznej L=f( x) solenoidalnego czujnika indukcyjnościowego różnicowego. Określić zależność zmian indukcyjności L czujnika (rys. lb.) od zmian przemieszczenia x rdzenia ferromagnetycznego. Indukcyjność mierzyć za pomocą automatycznego mostka RLC w zakresie x = 6 mm co 0.25 mm począwszy od lewego skrajnego położenia rdzenia. Wyniki przedstawić w tabeli i na wykresie. 3.3. Współpraca różnicowego czujnika indukcyjnościowego z mostkowym układem pomiarowym. Połączyć układ pomiarowy według schematu z rys.2. Określić zależność wskazań woltomierza od zmian położenia rdzenia ferromagnetycznego czujnika dla dwu wartości napięcia zasilania: U=9 V i U==13 V.

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 6/7 W tym celu należy najpierw znaleźć wartość zerową wskazań woltomierza tranzystorowego (czyli elektryczny środek czujnika) Uzyskuje się to poprzez równoważenie mostka metodą kolejnych przybliżeń. Metoda kolejnych przybliżeń: 1. Nastawić zakres woltomierza na l V. 2. Znaleźć takie położenie rdzenia ferromagnetycznego czujnika, aby woltomierz wskazał minimalną wartość. 3. Zmienić nastawę rezystora RW tak, aby woltomierz wskazał minimalną wartość. 4. Kroki 2-3 powtarzać kolejno dla poszczególnych zakresów woltomierza, aż do 10 mv. Po zrównoważeniu mostka określić zależność wskazań woltomierza od zmian położenia rdzenia ferromagnetycznego przesuwając rdzeń najpierw w prawo od elektrycznego środka do położenia krańcowego co 0.25 mm, a następnie w lewo od elektrycznego środka również do położenia krańcowego co 0.25 mm. Wyniki dla obu napięć zasilania przedstawić w tabeli i na wykresach. 3.4. Sprawdzenie miniaturowego przetwornika obrotowo impulsowego. Połączyć układ pomiarowy przetwornika obrotowo-impulsowego z licznikiem rewersyjnym według schematu blokowego na rys.3. (bez układu z suwmiarką). Następnie zapoznać się z zasadą działania i możliwościami operacyjnymi zestawu dla następujących funkcji licznika: A - zliczanie impulsów z toru A, -A - zliczanie impulsów z toru A z przeciwnym znakiem, A+B - sumowanie impulsów z torów A i B, A-B - odejmowanie impulsów zliczanych z torów A i B, A(B) - sumowanie lub odejmowanie impulsów zliczanych z obu torów. ZASILACZ PRZETWORNIK OBROTOWO - IMPULSOWY LICZNIK REWERSYJNY UKŁAD POMIAROWY Z SUWMIARKĄ Rys.3. Schemat blokowy układu do badania czujnika obrotowo - impulsowego.

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2 str. 7/7 Wybrać funkcję A(B) licznika. Określić kilkakrotnie ilość impulsów przypadających na jeden pełen obrót tarczy przetwornika i wyznaczyć jego średnią rozdzielczość (kąt przypadający na jeden impuls) przy pomiarze przemieszczeń kątowych. Następnie dołączyć do tarczy przetwornika obrotowo-impulsowego układ z suwmiarką i zastosować przetwornik do pomiaru przemieszczeń liniowych. Ustawić na suwmiarce punkt startowy, wyzerować licznik przyciskiem RESET START i ostrożnie obracając tarczą, przesuwać suwmiarkę co l mm do x = 5 mm, notując wskazania licznika. Określić rozdzielczość układu pomiarowego. Sporządzić wykres N = f( x), gdzie N - liczba impulsów wskazywanych przez licznik, x - przesunięcie liniowe.