2010-06-07
Pomiar temp.: Termopary
lðTermopara (termoogniwo, termoelement, ogniwo
termoelektryczne) to czujnik temperatury
wykorzystujÄ…cy zjawisko Seebecka.
lðSkÅ‚ada siÄ™ z dwóch różnych metali (drucików),
spojonych na jednym końcu (strona pomiarowa).
lðZjawisko termoelektryczne Seebecka, polegajÄ…ce na
powstawaniu zależnej od temperatury siły
elektromotorycznej na styku dwóch różnych metali,
jest wykorzystywane do pomiaru temperatury.
Pomiar temp.: Termopary
lð Pod wpÅ‚ywem różnicy temperatury powstaje siÅ‚a elektromotoryczna zwana w
tym przypadku siłą termoelektryczną na końcach niepołączonych (zimnych)
proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy temperaturą spoiny
pomiarowej, a temperaturą spoin odniesienia (zimnych, wolnych końców).
lð Spoina pomiarowa może znajdować siÄ™ w obudowie, którÄ… instalujemy w
miejscu pomiaru temperatury.
lð Termopary odznaczajÄ… siÄ™ dużą niezawodnoÅ›ciÄ…, dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… i
elastycznością konstrukcji, co pozwala na ich zastosowanie w różnych
warunkach.
lð Do budowy wykorzystuje siÄ™ materiaÅ‚y szlachetne: platyna i platynorod,
wolfram i molibden, oraz nieszlachetne. Np.: żelazo i miedz-nikiel, miedz i
miedz-nikiel, nikiel-chrom i nikiel-aluminium
Ä„ðtermopara typ K(NiCr-NiAl) -200...1100°C(materiaÅ‚ osÅ‚ony-inconel)
Ä„ðtermopara typ J(Fe-CuNi)-200...700°C
1
2010-06-07
Termorezystory
Oporniki Pt100 z serii OP... sa to rezystory drutowe składajace się z cylindrycznego
korpusu ceramicznego, w którym umieszczona jest spirala uzwojenia oporowego,
zakończona wyprowadzeniami (drut fi0,3mm, stop platyny i irydu). Oporniki 2OP4530
maja dwa niezależne , odizolowane od siebie uzwojenia pomiarowe. Rezystory te
maja zastosowanie w przemysłowych i laboratoryjnych pomiarach temperatury,
przetwarzaja wartosc temperatury, w której się znajduja na wartosc rezystancji,
zgodnie z charakterystyka termometryczna
typ Wymiary (LxDxL1) [mm] Rezyst. Nom. Zakres pomiarowy Max. prad
OP2530 32x2,5x10 Pt100, 100? -200 ...+700oC 5mA
OP4518 21x4,5x10 Pt100, 100? -200 ...+700oC 5mA
OP4530 33x4,5x10 Pt100, 100? -200 ...+700oC 5mA
2OP4530 33x4,5x10 Pt100, 100? -200 ...+700oC 5mA
ON4550 52x4,5x12 Ni100, 100? -60 ...+150oC 10mA10mA
Thermistor
Termistor jest elementem półprzewodnikowym, którego rezystancja zależy od
temperatury.
Zmiana wartości rezystancji może nastąpić na skutek wzrostu temperatury
otoczenia termistora lub (i) wydzielonego w nim ciepła.
Termistor charakteryzuje się dużym współczynnikiem temperaturowym rezystancji
ąT. Współczynnik ten określa względną zmianę rezystancji termistora przy
zmianie temperatury
2
2010-06-07
Strain gauges
l
R =ð rð
S
" The change of the resistance is proportional to the change of the
DðR
length (force, strain)
=ð Keð
R
DðR
2
" By big deformation =ð Keð
R
Pomiar naprężeń
mostki niezrównoważone oraz równoważone ręcznie lub automatycznie
Jð
3
2010-06-07
Hall effect sensors
UH =ð K ×ð I ×ð B
" A constant current I is passed through the sensor
" The output valtage is proportional to the magnetic field B
" The Hall sensors are made from semiconductor (InSb,
InAs, HgTe)
Piezo
Deformations of a transducer "l, equal to the amplitude of the generated wave, are
proportional to the applied voltage U [V]. The piezoelectric constant d (dquartz=2.3*10-
12 [m/V]) is the proportionality factor between the deformation and the voltage.
Dl = d×E×l [m] Defor mationskonstanten werden relative Dehnungen um 0,15 % erreicht
4
2010-06-07
Piezo
It produces the maximum output force equal
to 2 N.
Max. displacement equal to Ä…ð0,08 mm and
maximum supply voltage Ä…ð 30 V
a)
Dðl
U
b)
F
+U
-U
Inne
5
2010-06-07
Inteligentne
Potencjometers
vðdobra liniowość +-0,07% i ogromna rozdzielczość technologii siÄ™gajÄ…ca
powyżej 0,01mm pozwalają na dokładne pomiary. Maksymalna prędkość suwaka
wynosi 4m/sek.
vðdÅ‚ugowieczność okreÅ›lana wg normy IEC60393 na 30 milionów cykli
vðCzujniki dostÄ™pne sÄ… w 24 zakresach pomiarowych dÅ‚ugoÅ›ci od 50mm do 900mm
6
2010-06-07
Czujniki indukcyjne - transformatorowe
Zakres pomiarowy (mm) Ä…25, Ä…50, Ä…100, Ä…250
Zasilanie 2Vrms , 5kHz; opcja 1kHz
Linear Voltage Differential Transformer
Napięcie wyjściowe 1V ą10 %; opcja 2V ą10 %
(LVDT)
Błąd liniowości 0.5%; opcja 0.25%
Temperatura pracy 20...120°C
Maksymalne ciśnienie robocze 350 bar
Maksymalne dopuszczalne ciśnienie 450 bar
Czujnik magnetostrykcyjny
7
2010-06-07
Resolwer, induktosyn
Możliwe są dwa tryby pracy :
- zasilenie uzwojeń na stojanie napięciami przesuniętymi w fazie
- zasilane jest uzwojenie wirnika, a odbierane są napięcia na stojanie.
Linear encoders: Direction
lð Enkodery inkrementalne:
lð od 1 do 100 000 impulsów na obrót
lð funkcja "zaczynaj od zera" ustawiana automatycznie
lð wbudowany chip ASIC
lð wiele wariantów mocowaÅ„ i sposobów przenoszenia momentu
obrotowego
lð wyjÅ›cia typu TTL, HTL, push-pull
8
2010-06-07
Linear encoders: Direction
A B
Ruch w prawo
Ruch w lewo
A
B
01 11 10 00 01 11 10 00 01 11 01 00 10 11 01 00 10 11 01 00
00
1 3 2 1 3 2 0 1 3 1 0 2 3 1 0 2 3 1 0
0 0
lðIncremental
Ä„ðConsists of a pair of photosensors and code disc
Ä„ðAs the disc moves the beam from the lights is interrupted
Ä„ðEach interruption causes a pulse
Ä„ðTwo output signals enables the detection of direction
Linear encoders
End marker
Reset
Direction/pulse
+/- Counter
electronic
pulse
Actual position
9
2010-06-07
Absolutne
Singleturn resolution 1 ... 65535 (16 bit), (scaleable: 1 ... 65535)
Relays
" The electromagnetic relay consists of a multi-turn coil,
wound on an iron core, to form an electromagnet.
" When the coil is energised, by passing current through it,
the core becomes temporarily magnetised.
" The magnetised core attracts the iron armature.
" The armature is pivoted which causes it to operate one or
more sets of contacts.
" When the coil is de-energised the armature and contacts
are released.
10
2010-06-07
Przekaznik elektromechaniczny
Parametry przekazników:
- Napięcie i prąd cewki U , I ,
DC 24V , AC 230V
- Maksymalne napięcie i
natężenie przełączone
przez styki U, I max
- Maksymalna częstotliwość
przełączania fmax
- Przekazniki od 6,5 Hz do 20-
30 Hz Styczniki poniżej 1 Hz
Przekaznik elektromechaniczny
parametry wyjściowe
" Podstawowe parametry przekaznika elektromechanicznego to napięcie nominalne U i
prąd zasilania I cewki, liczba i rodzaje styków oraz napięcie i prąd przełączania styków.
" Równie ważnym parametrem jest trwałość. Trwałość mechanizmu wynosi 1-100 mln
cykli, a styków 1-5 mln przełączeń.
" Najbardziej krytyczne dla działania styków przekaznika są momenty załączania i
wyłączania.
" W trakcie załączania prąd początkowy może być do 50 razy większy od prądu ustalonego.
Liczba
łączeń
7
10
Charakterystyka trwałości styku
3
10
P
11
2010-06-07
Przekaznik elektromechaniczny
Zakres przetężeń występujących dla określonych obciążeń.
Rodzaj obciążenia Przetężenie
Elektromagnes x10 I
nominalny
Żarówki x10..15 I
nominalny
Silniki elektryczne x5..10 I
nominalny
Cewki przekazników x2..3 I
nominalny
Kondensator x20..50 I
nominalny
Rezystor x1 I
nominalny
Przekaznik elektromechaniczny zabezpieczenie
styków przed napięciami 1
1) Dwójnik RC
2)
DC
DC
L
L
Składa się z szeregowo połączonej rezystancji i pojemności. Włącza się go równolegle
do styków lub do obciążenia. W pewnych sytuacjach powinno się go również używać
przy czysto rezystancyjnych obciążeniach np. kiedy się używa przekazników o stykach
zwilżanych rtęcią. Dwójnik RC stanowi zabezpieczenie przed przepięciami, jak również
eliminuje powstawanie niektórych zakłóceń radiowych (elektromagnetycznych).
Zabezpieczenie spełnia swoją rolę zarówno do prądu stałego, jak i zmiennego. Dwójnik
RC może być używany w połączeniu z innymi elementami zabezpieczającymi,
poprawiajÄ…c wypadkowÄ… charakterystykÄ™.
12
2010-06-07
Przekaznik elektromechaniczny
zabezpieczenie styków
5) z zastosowaniem warystora
L
L
Warystory
Przy pewnej wartości napięcia rezystancja zmienia się szybko z bardzo wysokiej na bardzo
niską. Warystor absorbuje energię z przebiegów stanów nieustalonych i utrzymuje napięcie
na dopuszczalnym poziomie. Występowanie warystora w obwodzie ma jednak niekorzystny
wpiyw na czas wyłączania.
Przy napięciach pracy rzędu 24-28V warystor powinno się montować na obciążeniu, a przy
napięciach 100-240 V równolegle do styków przekaznika. Warystory można stosować
zarówno w obwodach prądu zmiennego jak i stałego.
Styczniki
lð Charakterystyka
Uniwersalne styczniki silnikowe małych mocy
- wersje 3-polowe ze stykiem dodatkowym NO lub NC
- styki dodatkowe odpowiednie do układów elektronicznych (DIN19240)
- modele z wbudowaną diodą rozładowczą lub warystorem
- zaciski śrubowe przewodów
- montowane na szynie DIN
- wersje 3, 4, 6 i 8 polowe
- obciążalność: 4 i 5,5kW
- cewki AC :24, 48, 100, 110, 200, 230, 400, 415, 550 VAC
- cewki DC :24, 48, 110, 125VD
13
2010-06-07
Przekaznik elektroniczny
Moduł
Wejście
sterowania
Moduł
Wejście
sterowania
" Przekazniki elektroniczne,półprzewodnikowe (SSR) zastępują wszelkiego
rodzaju mechaniczne przełączniki oraz styczniki mocy prądu zmiennego.
U
" Praktycznie nieograniczona trwałość,cicha praca, brak zakłóceń
(przełączanie nastepuje w momencie przejścia przez zero napięcia
zmiennego), stawia je na pierwszym miejscu przed wszelkimi
urzÄ…dzeniami mechanicznymi.
" Polecane, w różnych środowiskach agresywnych,łatwopalnych, oraz
wszędzie tam gdzie zależy nam na niezawodnej i długotrwałej
eksploatacii.
Przekazniki elektroniczne
lð Najczęściej SSR znajdujÄ… zastosowanie w ukÅ‚adach regulacji temperatury
dzięki temu, że nie posiadając żadnych ruchomych części są bardzo
odporne na wysoką częstotliwość łączeń , wibracje i wilgotność.
lð PracujÄ… caÅ‚kowicie bezgÅ‚oÅ›nie co ma duże znaczenie w pomieszczeniach
mieszkalnych, biurach itp.
lð Ponadto wyróżnia je maÅ‚a moc potrzebna do wysterowania przekaznika,
galwaniczne odizolowanie obwodów sterowania i wykonawczych oraz brak
zakłóceń elektromagnetycznych.
lð Dwa typy przekazników: przeÅ‚Ä…czane w zerze dla obciążeÅ„ oporowych oraz
asynchroniczne dla obciążeń indukcyjnych pozwalają na optymalne
dopasowanie przekaznika do urzÄ…dzenia wykonawczego.
lð ZaletÄ… metody zaÅ‚Ä…czania w zerze jest fakt, że napiÄ™cie na obciążeniu
rezystancyjnym (grzałki oporowe, żarówki) narasta stopniowo, co
szczególnie w przypadku żarówek ma znaczący wpływ na przedłużenie ich
żywotności.
lð Å»ywotność przekazników półprzewodnikowych jest wÅ‚aÅ›ciwie
nieograniczona przy założeniu, że są one odpowiednio chłodzone. Dlatego
należy zwrócić szczególną uwagę na dobór radiatora, stosować pastę lub
podkładkę poprawiającą kontakt pomiędzy radiatorem a SSR'em oraz
zapewnić właściwą cyrkulację powietrza wokół przekaznika i radiatora.
lð Nozostawić co najmniej 50 mm wolnej przestrzeni nad i pod przekaznikiem
jak również mocować przekazniki na szynie pozostawiając miedzy nimi
wolną przestrzeń
14