Politechnika Wrocławska
Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej
Ćwiczenie 13
Waga prądowa
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i działaniem automatycznego, statycznego układu kompensacyjnego typu równoważni prądowej oraz przeprowadzenie badań przemysłowego przetwornika typu WT30- 50 mA współpracującego z czujnikiem do pomiaru masy.
Waga prądowa (przetwornik typu WT30- 50 mA) jest przykładem statycznego układu kompensacyjnego który przetwarza siłę F (pośrednio masę F=m*g) na natężenie prądu elektrycznego I. W tej konstrukcji pole magnetyczne wytwarzane przez jeden solenoid zastąpiono polem magnetycznym stałego magnesu- układ magnoelektryczny. W tym układzie występuje liniowa zależność siły F i natężenia prądu I.
Waga prądowa jest to zmodyfikowana waga szalkowa przyjmuje się, że układ jest w stanie równowagi przy braku masy. Obecność masy powoduje powstanie siły Fm=m*g, która powinna być skompensowana(zrównoważona) siłą Fk, tak aby układ powrócił do stanu równowagi. Prąd stały Ik przepływający przez solenoid generuje pole magnetyczne, które w interakcji z polem magnetycznym magnesu wytwarza siłę kompensującą Fk.
PRZEBIEG ĆWICZENIA:
Zbadałyśmy wpływ napięcia zasilania na wskazania wagi prądowej, wyniki zostały opracowane w formie poniższej tabeli.
Badania podatności układu na zmianę napięcia zasilania powtórzyłyśmy dla napięcia zasilania zwiększonego o 10%, i zmniejszonego o 15% to jest:
150 V
180V
220V
240V
| Napięcie zasilania 150 V | Napięcie zasilania 180 V | Napięcie zasilania 220 V | Napięcie zasilania 240 V |
|---|---|---|---|
| masa | U | błąd | masa |
| g | V | g | |
| 0 | 0,01 | 0,01 | 0 |
| 50 | 0,50 | 0,00 | 50 |
| 100 | 1,00 | 0,00 | 100 |
| 150 | 1,49 | -0,01 | 150 |
| 200 | 1,99 | -0,01 | 200 |
| 250 | 2,49 | -0,01 | 250 |
| 300 | 2,99 | -0,01 | 300 |
| 350 | 3,49 | -0,01 | 350 |
| 400 | 3,99 | -0,01 | 400 |
| 450 | 4,21 | -0,29 | 450 |
| 500 | 4,21 | -0,79 | 500 |
Na podstawie otrzymanych wartości wyznaczyłyśmy statyczną charakterystykę przetwornika:
Ik=f(m) dla wszystkich czterech napięć zasilania, wyniki zobrazowałyśmy na jednym wykresie:
Wykresy dla napięć zasilania 180V, 220V oraz 240V nałożyły się na siebie, są liniowe
natomiast wykres dla napięcia zasilania 150V odbiega od pozostałych, i nie jest w pełni liniowy co można zaobserwować powyżej.
Niepewności pomiaru masy zostały wyznaczone i umieszczone w kolumnie tabeli zatytułowanej „błąd”
CZUŁOŚĆ:
Przy napięciu 220V i usytuowanym odważniku 200 g na szalce wagi wyznaczamy czułość wagi prądowej jest to najmniejszy przyrost masy, który spowodował zmianę prądu wyjściowego przetwornika, do odważnika 200 g dokładałyśmy delikatnie na szalkę coraz większe wartości masy do chwili zauważalnej zmiany prądu wyjściowego, zmiana nastąpiła po dołożeniu do pierwotnego odważnika masy równej 1.350 g