Miernictwo i automatyka

Czwartek 15:15-17:00

Grupa 4:

Sylwia Gaik

ĆWICZENIE 12 – CZUJNIKI DO POMIARÓW CIŚNIEŃ

1. Cel ćwiczenia: celem ćwiczenia było zapoznanie się z niektórymi czujnikami do pomiaru ciśnienia, ich parametrów metrologicznych oraz możliwości zastosowania w aparaturze pomiarowej.

2. Schemat aparatury:

3. Przebieg doświadczenia:

1. Ustawiliśmy wartość napięcia zasilającego na 1,5V, a częstotliwości na 5kHz. Wartości ciśnienia zmienialiśmy co około 10 jednostek wykonując pomiary od 0 do 100kPa i odwrotnie. Odczytywaliśmy wartości napięcia na wyjściu czujnika transformatorowego i piezorezystancyjnego. Poniżej tabela z otrzymanymi wynikami.

] ciśnienie [kG/cm2]	ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]	czujnik piezorezystancyjny [mV]	Uwagi
1,07	102,90	17,20	8,45	Pomiar prowadzony od 100 do 0 kPa.
0,95	91,50	15,50	7,50
0,84	81,60	13,90	6,75
0,72	68,90	11,60	5,61
0,63	60,90	10,40	5,00
0,51	49,00	8,20	4,00
0,39	37,10	6,00	3,00
0,31	29,70	4,66	2,40
0,22	20,20	2,93	1,60
0,10	9,20	1,00	0,60
0,00	0,80	0,90	0,05
0,00	0,80	0,90	0,05	Pomiar prowadzony od 0 do 100 kPa.
0,11	10,30	1,04	0,72
0,21	20,10	2,94	1,57
0,30	27,70	4,18	2,18
0,41	39,30	6,25	3,14
0,51	48,80	8,00	3,94
0,60	58,50	10,00	4,83
0,73	70,80	12,00	5,76
0,82	79,90	13,62	6,52
0,93	89,80	15,50	7,37
1,04	99,30	17,30	8,18

2. Prowadziliśmy odczyt wartości napięcia na wyjściu czujnika transformatorowego w następujący sposób: ustawialiśmy kolejno wartości napięcia zasilającego 1,5V, 1,4V i 1,3V i dla każdej z nich prowadziliśmy pomiary przy wartościach częstotliwości 6, 5 i 4kHz. Pomiary prowadzone były od 100 do 0kPa. Wyniki odczytów w tabelach poniżej.

• Zasilanie 1,5V, częstotliwość 6kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,03	100,10	17,43
  0,94	91,50	16,35
  0,83	81,10	14,54
  0,73	70,30	12,62
  0,62	60,10	10,66
  0,52	50,10	8,79
  0,40	38,30	6,45
  0,30	27,90	4,48
  0,19	18,20	2,63
  0,08	8,40	0,99

• Zasilanie 1,5V, częstotliwość 5kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,07	102,90	17,20
  0,95	91,50	15,50
  0,84	81,60	13,90
  0,72	68,90	11,60
  0,63	60,90	10,40
  0,51	49,00	8,20
  0,39	37,10	6,00
  0,31	29,70	4,66
  0,22	20,20	2,93
  0,10	9,20	1,00
  0,00	0,80	0,90

• Zasilanie 1,5V, częstotliwość 4kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,03	100,10	17,00
  0,94	90,20	15,25
  0,81	78,40	13,23
  0,70	67,70	11,41
  0,58	55,60	9,24
  0,50	48,80	7,97
  0,39	37,20	5,90
  0,29	27,70	3,93
  0,20	18,30	2,52
  0,10	9,90	1,06

• Zasilanie 1,4V, częstotliwość 6kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,02	98,80	17,66
  0,94	91,10	16,57
  0,84	81,70	14,82
  0,74	71,30	13,00
  0,64	62,10	11,22
  0,54	51,60	9,16
  0,42	40,60	7,03
  0,31	29,60	4,83
  0,21	19,60	2,92
  0,11	11,50	1,18

• Zasilanie 1,4V, częstotliwość 5kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,03	98,80	17,54
  0,94	90,40	16,42
  0,83	81,10	14,72
  0,70	67,70	12,31
  0,62	60,20	10,76
  0,51	49,20	8,61
  0,42	40,00	6,83
  0,32	29,90	4,88
  0,20	19,00	2,82
  0,09	8,80	0,95

• Zasilanie 1,4V, częstotliwość 4kHz

ciśnienie [kG/cm2]	Ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
1,04	99,90	17,80
0,95	91,70	16,42
0,83	80,50	14,44
0,72	69,30	12,39
0,63	61,30	10,84
0,51	49,30	8,66
0,40	38,90	6,62
0,30	27,50	4,38
0,20	18,30	2,66
0,10	10,00	1,23

• Zasilanie 1,3V, częstotliwość 6kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	Ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,02	98,60	14,36
  0,93	90,30	13,00
  0,83	80,90	11,88
  0,74	71,20	10,33
  0,63	61,00	8,72
  0,52	50,00	7,02
  0,42	44,00	5,50
  0,32	30,00	3,86
  0,21	19,70	2,29
  0,10	9,90	0,96

• Zasilanie 1,3V, częstotliwość 5kHz

  ciśnienie [kG/cm2]	Ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
  1,03	99,40	14,55
  0,94	91,50	13,36
  0,83	80,40	11,70
  0,73	70,70	10,23
  0,63	61,20	8,77
  0,53	51,50	7,29
  0,43	41,50	5,63
  0,30	28,40	3,58
  0,21	19,50	2,25
  0,10	10,20	0,93

• Zasilanie 1,3V, częstotliwość 4kHz

ciśnienie [kG/cm2]	Ciśnienie [kPa]	czujnik transformatorowy [mV]
1,02	98,80	14,00
0,92	89,60	12,73
0,82	80,10	11,44
0,72	70,10	9,84
0,62	60,40	8,33
0,51	49,70	6,75
0,43	41,40	5,46
0,32	30,20	3,88
0,21	19,70	2,22
0,10	10,50	0,85

4. Wnioski :

- w podpunkcie a) wyznaczyliśmy charakterystykę statyczną czujnika transformatorowego i piezorezystancyjnego. Jak widać na wykresach pojawiają się niewielkie odstępstwa, głównie przy wartościach końcowych. Różnice te mogą być spowodowane błędem odczytu wartości lub nieustabilizowaniem się tych wartości. Nie bez znaczenia jest także to, że odczyty prowadziliśmy dla zwiększającego i zmniejszającego się ciśnienia. Można też zauważyć, że większe odstępstwa występują w przypadku czujnika piezorezystancyjnego. Można wnioskować, że czujnik transformatorowy jest dokładniejszy.

- w przypadku różnych wartości napięcia zasilającego i tych samych wartości częstotliwości zauważamy, że nie ma większych różnic między pomiarem dla 1,5 i 1,4V, natomiast przy 1,3V uzyskaliśmy dużo niższe wartości wyjściowego napięcia czujnika, różniące się od wcześniejszych pomiarów.

- na wykresach widzimy także wpływ częstotliwości napięcia zasilającego czujnik na wyjściowe napięcie czujnika. W przypadku napięcia zasilającego równego 1,5V wykresy dla częstotliwości 6, 5 i 4kHz znacznie odbiegają od siebie, dla zasilania 1,4V różnice są coraz mniejsze, aż w przypadku zasilania 1,3V praktycznie zanikają.