Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

Datum: 20.4.2006 Vypracoval: Los Jaroslav Skupina: SB 272

PDF vytvořeno zkušební verzí pdfFactory www.fineprint.cz

Analogové snímače Zadání: 1. Seznamte se s technickými parametry indukčních snímačů INPOS 2. Změřte statické charakteristiky snímačů INPOS s výst. proudovým a napěťovým. 3. Proveďte linearizaci všech charakteristik regresní přímkou, jejich zhodnocení, porovnání, nakreslete křivku odchylek, určete citlivost a výslednou přesnost snímačů.

Popis snímačů INPOS: Snímače INPOS převádí změnu dráhy malého přímočarého posuvu nebo úhlového natočení na stejnosměrný analogový proudový signál. Tento proud při průchodu rezistorem vytváří napěťový signál, který lze též snímat jako napěťový výstup. Snímač INPOS s přímým posuvem jádra má vstupní signál – posuv jádra – v rozmezí 0 až 8 mm . U aplikací, kde je nutno snímat posuvy v jiných mezích je nutno změnu polohy mechanicky upravit do tohoto rozsahu vhodným způsobem. Jádro je uchyceno na plíškových pružinkách, odtud označení snímače “s pružinami“. Výstupní unifikovaný signál je 0 – 5 mA (Iss), vedeme-li tento proud přes rezistor 200 Ω , vzniká na něm napěťový signál 0 – 10V. Snímač INPOS v druhém provedení je snímač INPOS s vačkou. Tato vačka převádí úhlové natočení (vstupní veličinu) opět na přímočarý posuv jádra transformátoru. Sekundární cívky transformátoru jsou v diferenčním zapojení. Úhel natočení je 0 – 270°, maximálně 295°. Výstupní signál je 0 – 20 mAss, při průchodu rezistorem 500 Ω se získá napěťový signál v rozmezí 0 – 10V. Výrobce ZPA Nová Paka udává u obou snímačů lineární závislost s max. odchylkou 1% a nulovou hysterezi. Pro snímače INPOS se vyrábí i napájecí zdroj, který je na měřicím přípravku též instalován. Zdroj z napětí sítě 220/50 Hz získává dvě stejnosměrná napájecí napětí +15 V a -15 V vůči nulovému vodiči, která přivádí ke snímačům. Uvnitř snímače jsou tato napětí dvojčinným střídačem měněna na střídavé napětí pravoúhlého tvaru. Tímto napětím je napájena primární cívka transformátoru indukčního snímače. Napětí na sekundární cívce je úměrné poloze pohyblivého jádra, které tvoří vazbu mezi primárem a sekundárem. Napětí ze sekundární cívky je usměrněno, zesíleno a přivedeno na výstup snímače. Na horní straně snímače jsou pájecí body, jejich propojením se volí poloha pro nulový výstupní signál a směr otáčení. Otvorem v boku vysílače je přístupný potenciometr pro seřízení nulového výstupního signálu. Principielní schéma zapojení indukčního snímače s otevřeným magnetickým obvodem v provedení INPOS je na obr.1. Snímače INPOS jsou umístěny na jediné dřevěné vyjímatelné poličce. Posuv jádra lze odečítat na zabudovaném mikrometrickém měřítku. U snímačů INPOS je instalována bakelitová krabice obsahuje zdroj +15 V a -15 V, dále pak je na ní umístěn přepínač pro volbu výstupu proudového či napěťového (napěťový výstup se volí přepnutím do polohy “R“.

Postup měření: 1. Zapojte měřicí přípravek se snímači INPOS.


2. Proměřte statické charakteristiky obou snímačů INPOS. Měření proveďte v obou směrech za účelem zjištění případné hystereze. Pro nastavení každé polohy jádra odečítejte ustálený údaj měřicího přístroje. 3. Sestrojte statické charakteristiky a vypočtěte rovnice regresních přímek. Vyjádřete se k přesnosti snímačů. Sestrojte křivky odchylek od regresních přímek. 4. Vypočtěte maximální poměrnou hysterezi jako podíl maximální odchylky mezi vzestupnou a sestupnou hodnotou výst. signálu a maximální hodnoty výstupního signálu v proměřovaném rozsahu. Abychom dostali hysterezi v %, násobíme výsledek stem. 5. Posuďte výslednou přesnost a citlivost měřených snímačů porovnáním s údaji výrobce.

Vypracování: Tabulky naměřených hodnot:

Číslo měření 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Číslo měření 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Měření vačkového posunu mA V tam zpět tam zpět 1,42 1,43 0,69 0,37 2,79 2,7 1,32 1,01 4,04 4,06 1,98 1,64 5,45 5,45 2,65 2,32 6,79 6,81 3,36 2,98 8,16 8,23 4,04 3,73 9,62 9,67 4,73 4,4 10,9 11,1 5,43 5,07 12,51 12,43 6,16 5,82 13,87 13,87 6,84 6,84

Měření délkového posuvu mA V tam zpět tam zpět 5,05 5,05 11,03 11,04 4,79 4,77 10,46 10,45 4,52 4,51 9,85 9,84 4,24 4,25 9,26 9,23 3,95 3,9 8,61 8,51 3,67 3,62 7,99 7,92 3,39 3,37 7,4 7,34 3,13 3,08 6,81 6,74 2,85 2,82 6,2 6,15 2,57 2,55 5,57 5,56 2,32 2,23 4,97 4,97

dílků v [°] 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

dílků v [mm] 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5


Tabulka hysterezí jednotlivých měření:

dílků v [°] 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Hystereze jednotlivých měření mA V dílků v [mm] 1,425 0,53 0 2,745 1,165 0,5 4,05 1,81 1 5,45 2,485 1,5 6,8 3,17 2 8,195 3,885 2,5 9,645 4,565 3 11 5,25 3,5 12,47 5,99 4 13,87 6,84 4,5 5

mA 5,05 4,78 4,515 4,245 3,925 3,645 3,38 3,105 2,835 2,56 2,275

V 11,035 10,455 9,845 9,245 8,56 7,955 7,37 6,775 6,175 5,565 4,97

Grafické vyhodnocení naměřených hodnot: Statická charakteristika-vstup (úhel) výstup (proud) Měření tam

Měření zpět

Hysterzní křivka

Regrese statické charakteristiky

16

14 y = 0,0692x - 0,054

Velikost proudu [mA]

12

10

8 6

4

2

0 0

50

100

150

Úhel natočení [°]


200

250

Statická charakteristika- úhlu na napětí Měření tam

Měření zpět

Hystereze měření

regrese hystereze

8 7

Naměřené napětí [V]

6 5 4 3 y = 0,0348x - 0,255 2 1 0 0

50

100

150

200

250

Úhel natočení v [°]

Statická charakteristika - závislost délky posuvu na proudu Měření tam

Měření zpět

Hystereze měření

Lineární (Hystereze měření)

6

Naměřený proud [mA]

5

4 y = -0,5567x + 5,0568 3

2

1

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Délka posuvu [mm]


3,5

4

4,5

5

5,5

Statická charakteristika - posuvu na napětí Měření tam

Měření zpět

Hystereze měření

12

Naměřené napětí [V]

10

8 y = -1,2186x + 11,042 6

4

2

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

Délka posuvu [mm]

Závěr: Seznámil jsem se s technickými parametry indukčních snímačů INPOS, změřil jsem statické charakteristiky snímačů INPOS s výstupem proudovým a napěťovým. Provedl jsem výpočet hysterezních křivek jednotlivých měření. Následně jejich regresy. Pro jednotlivé křivky: S vačkou:

pro proud: y = 0,0692x - 0,054

S posunem: pro proud: y = -0,5567x + 5,05

pro napětí: y = 0,0348x - 0,255 pro napětí: y = -1,2186x + 11,04

Určení citlivosti: S vačkou: na 1° připadá 0,0687mA a 0,0337V S posunem: na 0,5mm připadá snížení 0,277mA a 0,6V


Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

Recommend Documents