SB 272
VŠB TUO Ostrava
Program 2.
IRC snímač - Statické charakteristiky
Vypracoval: Crlík Zdeněk Spolupracoval: Jaroslav Zavadil
Datum měření: 16.3.2006
Zadání 1. Seznamte se s principem měření pomocí IRC snímače. 2. Změřte statickou charakteristiku IRC řady HEDS-5700 • Závislost počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení • Závislost frekvence pulsů na rychlosti otáčení (napětí na motoru) 3. Vyneste závislost naměřených dat do grafů a proveďte jejich zhodnocení.
Schéma
Teoretický rozbor Na základním panelu je umístěná pohonná jednotka (motor) a pomocí hřídele je spojena s ověřovaným inkrementálním snímačem HEDS-5700. Na hřídeli je umístěn úhloměr určený pro odečítání úhlu natočení. Zpracování a unifikace signálů je provedena externě pomocí jednočipového procesoru řady PIC (PIC16C65A) a vyhodnocovacího obvodu HCTL-2016. Pro zobrazení počtu pulsů je použit třímístný sedmi segmentový display. Vynulování tohoto zobrazovače se provádí pomocí tlačítka RESET resp. resetem mikroprocesoru. V propojovacím kabelu mezi IRC snímačem a modulem unifikace a zpracování signálů je přivedeno napájecí napětím +5V pro daný snímač a jsou zde vedeny výstupy z IRC kanál A a kanál B vzájemně posunuté o 90°. V modulu pro unifikaci a zpracování signálů je umístěn
regulovaný zdroj napětí pro motor (druhá část měření). Ten se ovládá pomocí potenciometru umístěného na čelní desce modulu. Výstupem z IRC snímače jsou dva signály vzájemně posunuté o 90°. Jejich časová závislost je zřejmá z obr. 1. Ta neumožňuje určit mimo jiné směr otáčení. Některé typy snímačů mají vyvedeny i negace těchto signálů a ještě jeden synchronizační puls za otáčku.
Tabulky Závislost frekvence pulsů na rychlosti otáčení(napětí na motoru): Počet měření 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
U [V] 0,7 1,2 1,7 2,2 2,7 3,2 3,7 4,2 4,7 5,2 5,7 6,2 6,7 tabulka 1
f [Hz] 43 95 148 198 246 302 360 412 460 510 561 622 667
f [Hz] 42 96 149 195 249 304 364 416 463 508 563 627 667
Závislost počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení: Počet měření
Úhel [ °]
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36.
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
Počet pulsů ve směru ve směru + 55 59 111 111 168 170 224 221 281 280 337 338 394 392 448 450 504 503 561 561 618 618 674 673 730 731 788 786 840 841 897 897 950 952 1004 1005 1060 1063 1116 1114 1174 1172 1230 1227 1283 1284 1338 1338 1395 1392 1450 1449 1505 1503 1560 1558 1614 1614 1668 1668 1724 1723 1777 1779 1834 1835 1888 1889 1944 1946 1998 1998 tabulka 2
Stanovení lineární regrese y = a + bx
∑ x ⋅ ∑ y − n ∑ xy (∑ x ) − n ∑ x 1 a = (∑ y − b∑ x ) b=
2
2
n
Grafy
Měření při zvyšování napětí
f[Hz]
800 700 600 500 400 300
y = 104,45x - 30,775 Závislost frekvence na napětí Lineární (Závislost frekvence na napětí)
200 100 0 0
0, 1 1, 2 5 5
2, 3 5
3, 4 5 U[V]
4, 5 5
5, 6 6, 7 5 5
7, 5
Měření při snižování napětí 800 700
y = 104,84x - 30,736
600 f[Hz]
500
Závislost frekvence na napětí Lineární (Závislost frekvence na napětí)
400 300 200 100 0 0
0, 1 5
1, 2 2, 3 5 5
3, 4 5 U[V]
4, 5 5, 6 5 5
6, 7 5
7, 5
Měření při zvyšování úhlu y = 5,5487x + 5,2079
2500 2000
n
1500 Závislost počtu pulsů na úhlu natočení
1000 500 0 0
50
100
150
200
Úhel[° ]
250
Lineární (Závislost počtu pulsů na úhlu natočení) 300 350
Měření při snižování úhlu y = 5,5477x + 5,3429 2500 2000 1500
n
Závislost počtu pulsů na úhlu natočení
1000
Lineární (Závislost počtu pulsů na úhlu natočení)
500 0 0
50
100
150
200
250
300
350
Úhel[°]
Použité přístroje
IRC snímač řady HEDS-5700
Závěr
Začínali jsme měřit závislost frekvence pulsů na rychlosti otáčení. Napětí motoru se nastavila na 0.7 V. Pomocí potenciometru jsme zvyšovali napětí na motoru o 0.5 V a po ustálení odečetli hodnotu na displeji (čítači). Jakmile jsme se dostali na hodnotu napětí 6.7 V, pokračovalo se zpět na hodnotu napětí 0.7 V. Naměřené hodnoty jsem nanesl do grafů . Vznik odchylek dávám na vinu hřídelce mezi motorkem a IRC snímačem, která vykonávala místo kruhového pohybu „elipsový pohyb“, což nám stěžovalo odečítání z čítače. Takže se nám stalo, že jsme museli například u napětí motoru 2.7 V volit z rozmezí od 210 do 270 [Hz]. Druhé měření proběhlo jako závislost počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení. Ručně se nastavilo 0°na úhloměru a aktivovalo tlačítko RESET. Nastavili jsme hodnotu na úhloměru o 10° větší a začínali odečítat a zároveň zaznamenávat hodnotu z indikátoru počtu pulsů. Až jsme se dostali na hodnotu 360º,dále se pokračovalo zpět na 10º. Z tabulky můžete vidět, že pro jeden stupeň odpovídá přibližně 11 pulsů. Ač na první pohled vypadá tato část měření zdlouhavě (82 hodnot), proběhlo rychleji něž první. Musím konstatovat, že měření závislosti počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení je přesná metoda. Vznik odchylek připisuji na vrub nepřesného nastavení úhloměru. Tudíž lidský faktor zde hraje první roly
