INSTYTUT KONSTRUKCJI MASZYN
Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego
Zespół Napędu i Sterowania Hydraulicznego
LABORATORIUM
MIERNICTWO CIEPLNE I MASZYNOWE
Temat: Badanie właściwości przetworników przemieszczenia
Grupa: 12M1 Zespół: I
Data wykonania laboratorium: 21.12.2011
Data oddania sprawozdania: 4.01.2012
Prowadzący: mgr inż. Artur Guzowski
Lp Nazwisko i Imię Ocena
1 Bartosik Michał
2 Chramiec Marek
3 Czubiak Grzegorz
2.
Celem laboratorium jest zapoznanie się z wybranymi czujnikami stosowanymi do
pomiaru przemieszczenia liniowego
Zakresem laboratorium jest określenie własności czujnika optoelektronicznego
linkowego, indukcyjnego oraz ultradz
więkowego; obliczenie określonych wartości cechujących
dane czujniki.
3.
Schemat stanowiska:
1. Czujnik optoelektroniczny linkowy
2. Czujnik indukcyjny
3. Czujnik ultradz
więkowy
4. Moduł przyłączeniowy BNC  2120
5. PC wyposażony w kartę A/C oraz program LabViev
6. Karta A/C
4. Elementy pomiarowe zamocowane na stanowisku
Typ czujnika Zakres Klasa Maksymalny błąd Wielkość mierzona
pomiarowy dokładności pomiaru
[mm]
Optoelektroniczny
0-400 ą0,05% Y=324,38ą2 Położenie x [mm]
linkowy
Położenie x [mm]*(-
Indukcyjny 0-500 ą0.2% 314,03ą1
1)
Napięcie
Ultradz
więkowy 0-2000 ą0.3% 0,31ą0,35
elektryczne U[mV]
Obliczenia błędów pomiaru:
Czujnik Optoelektroniczny linkowy:
Klasa dokładności  0,5%, zakres pomiarowy  400[mm],
stan 1: (400 * 0,5)/100 = ą2 Y=41,43ą2
stan 2: (400 * 0,5)/100 = ą2 Y=115,48ą2
stan 3: (400 * 0,5)/100 = ą2 Y=324,38ą2
Czujnik indukcyjny:
Klasa dokładności  0,2%, zakres pomiarowy  500[mm]
stan 1: (500 * 0,2)/100 = ą1 Y=39,40ą1
stan 2: (500 * 0,2)/100 = ą1 Y=110,83ą1
stan 3: (500 * 0,2)/100 = ą1 Y=314,03ą1
Czujnik ultradz
więkowy
Rozdzielczość maksymalna - 0,35[mm], zakres pomiarowy  2000[mm]
stan 1: (0,35/2000)*100=0,0175% (2000*0,0175)/100=ą0,35 Y=38,58ą0,35
stan 2: (0,35/2000)*100=0,0175% (2000*0,0175)/100=ą0,35 Y=110,56=ą0,35
stan 3: (0,35/2000)*100=0,0175% (2000*0,0175)/100=ą0,35 Y=314,03ą0,35
Błędy pomiaru[mm]
STAN CZUJNIK LINKOWY CZUJNIK INDUKCYJNY CZUJNIK
ULTRADy
WI
KOWY
1 41,43ą2 39,40ą1 0,38ą0,35
2 115,48ą2 110,83ą1 0,11ą0,35
3 324,38ą2 314,03ą1 0,31ą0,35
5. .
Pomiar dokonujemy poprzez zmianę wysunięcia siłownika hydraulicznego. Podczas
próby zatrzymujemy siłownik pięciokrotnie w celu wyznaczenia wartości zwartych w
tabelach. Uzyskane dane zapisujemy przy pomocy programu LabViev.
Wartości średnie wartości mierzonych w stanach ustalonych
STAN CZUJNIK LINKOWY CZUJNIK INDUKCYJNY CZUJNIK
ULTRADy
WI
KOWY
1 41,43 39,40 38,58
2 115,48 110,83 110,56
3 324,38 314,03 314,03
Maksymalne i minimalne odchylenie od wartości średniej
STAN 1 CZUJNIK CZUJNIK CZUJNIK
LINKOWY INDUKCYJNY ULTRADy
WI
KOWY
średnia 41,63 39,59 39,14
wartość maksymalna 44,21 41,75 44,01
wartość minimalna 37,96 39,35 34,40
odchyłka maksymalna -2,58 -2,15 4,73
odchyłka minimalna 3,66 0,24 -4,86
STAN 2
średnia 115,76 111,06 110,15
wartość maksymalna 118,24 113,52 121,32
wartość minimalna 115,31 110,75 106,68
odchyłka maksymalna -2,48 -2,45 3,47
odchyłka minimalna 0,44 0,31 -11,16
STAN 3
średnia 321,94 311,73 311,73
wartość maksymalna 324,49 314,05 314,05
wartość minimalna 309,25 299,29 299,29
odchyłka maksymalna -2,54 12,44 -2,31
odchyłka minimalna 12,68 -2,31 12,44
Różnice wskazań w stanach ustalonych miedzy wzorcem a czujnikami
Wskazania czujnika linkowego Róz
nice czujnika Różnice czujnika
indukcyjnego ultradz
więkowego
STAN 1 43,40 2,03 4,26
STAN 2 118,38 7,31 8,23
STAN 3 317,68 5,95 5,95
9. WNIOSKI:
- W próbie zestawione zostały różne rodzaje czujników przemieszczenia. Z przebiegu
ćwiczenia wyciągnąć można wnioski odnośnie każdego z nich. Zaletą czujnika
ultradz
więkowego jest to, że nie wymaga on bezpośredniego połączenia z ruchomym
elementem. Jest natomiast czuły na warunki atmosferyczne ze względu na szybkość
rozchodzenia się fal (widoczne są zakłócenia na wykresie położenie/czas),
- Czujnik linkowy okazał się być precyzyjny, przy czym z godnie z jego klasą dokładności
wartość maksymalnego błędu pomiaru wyniosła 324,38ą2,
-Czujnik indukcyjny ze współczynnikiem liniowośći < 0,2% uzyskał wartość maksymalnego
błędu pomiaru w granicy 314,03ą1, jednak był mniej precyzyjny (duże odchylenia),
- Czujnik ultradz
więkowy okazał się być najmniej precyzyjny, przy czym z godnie z jego
klasą dokładności wartość maksymalnego błędu pomiaru wyniosła 0,31ą0,35,
- Z pewnością każdy z czujników znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach. Zależnie
od możliwości ich użycia i zamierzonego celu znajdują zastosowanie w różnych gałęziach
przemysłowych. Każdy posiada swoje zalety, które umożliwiają jego użycie w danych
warunkach,
- Zaobserwować można, że dokładność czujnika ultradz
więkowego wraz ze zwiększeniem
odległości drastycznie spada. Spowodowane jest to prawdopodobnie czułością czujnika na
warunki atmosferyczne (temperaturę, gęstość powietrza oraz ciśnienia). Czujnik posiadał
również błąd punktu zerowego.
.