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: II

Data wykonania laboratorium: 14.12.2011

Data oddania sprawozdania: 21.12.2011

Lp	Nazwisko i Imię	Ocena
1
2

1. Schemat stanowiska pomiarowego

1. czujnik indukcyjny

2. czujnik ultradźwiękowy

3. czujnik linkowy optoelektroniczny

4. moduł przyłączeniowy BNC - 2120

5. karta A/C PCI - 6024E

6. komputer osobisty wyposażony w oprogramowanie „LabView”

2. Wykaz aparatury pomiarowej

czujnik linkowy optoelektroniczny Wobit HPSM - kanał 1

liniowość - ±0,3%

rozdzielczość - praktycznie nieskończona

optymalna temperatura pracy: 0 °C..50 °C

napięcie sygnału wyjściowego - 0..10VDC

Po zaimportowaniu wyników pomiarów do komputera otrzymujemy przemieszczenie w mm.

czujnik indukcyjny Penny Giles VRVT190 - kanał 2

liniowość - <±0,2%

zakres pomiarowy - 50..500mm

optymalna temperatura pracy: -40°C..85°C

rozdzielczość - praktycznie nieskończona

napięcie sygnału wyjściowego - 0..10VDC

Po zaimportowaniu wyników pomiarów do komputera otrzymujemy odwrócone wartości przemieszczenia w mm, konieczne opracowanie wyników. Powodem jest zamocowanie czujnika na korpusie do którego zbliżał się wysięgnik. Jego przemieszczenie odpowiadało przemieszczeniu tłoka.

czujnik ultradźwiękowy Pepperl&Fuchs - kanał 3

zakres pomiarowy - 80..2000mm

zakres nieużyteczny - 0..80mm

czas reakcji - do 195ms

napięcie sygnału wyjściowego - 0..10VDC

Po zaimportowaniu wyników pomiarów do komputera otrzymujemy wartości napięcia w mV zmieniające się proporcjonalnie do wartości przemieszczenia. Konieczne opracowanie wyników.

3. Opis procedury pomiarowej

Pomiar rozpoczęto od zerowego położenia tłoka, hydraulicznie przesuwany tłok zatrzymano kilku krotnie w położeniu pośrednim, a po osiągnięciu położenia maksymalnego wrócono również stopniowo do pozycji wyjściowej. Wyniki pomiarów za pomocą komputera z kartą A/C zostały zapisane do pliku przez program LabView.

4. Wyniki pomiarów

5. Wyniki pomiarów po opracowaniu

6. Obliczenia

Wartości średnie wartości mierzonych w 3 stanach ustalonych
stan	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czujnik ultradźwiękowy
1	76,08675509	74,74064539	83,86002052
2	192,8331082	191,1408985	195,7973704
3	314,5121709	311,9674582	312,3606113

stan 1	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czujnik ultradźwiękowy
średnia	76,20187307	74,78292999	84,05123087
wartość maksymalna	76,834375	75,33672	84,90887
wartość minimalna	76,053125	74,57833	83,18797
odchyłka maksymalna	-0,632501934	-0,553790014	0,863260869
odchyłka minimalna	0,148748066	0,204599986	-0,857639131

stan 2	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czujnik ultradźwiękowy
średnia	192,9027873	191,4204599	196,2275937
wartość maksymalna	193,2406	191,7503	196,3367
wartość minimalna	192,85	191,3711	195,246
odchyłka maksymalna	-0,337812714	-0,329840139	0,981593652
odchyłka minimalna	0,052787286	0,049359861	-0,109106348

stan 3	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czujnik ultradźwiękowy
średnia	314,7793024	313,0372265	313,2882803
wartość maksymalna	315,8969	314,2311	314,6481
wartość minimalna	313,9438	311,3871	312,0668
odchyłka maksymalna	-1,117597646	1,650126479	-1,359819689
odchyłka minimalna	0,835502354	-1,193873521	1,221480311

Maksymalne błędu pomiarów

Czujnik linkowy

liniowość - 0,3%

zakres - 500mm

błąd dla stanu 1: (500 * 0,3)/100 = ±0,15 Y=76,20±0,15

błąd dla stanu 2: (500 * 0,3)/100 = ±0,15 Y=192,9±0,15

błąd dla stanu 3: (500 * 0,3)/100 = ±0,15 Y=314,78±0,15

Czujnik indukcyjny:

Liniowość - 0,2%

Zakres - 500mm

błąd dla stanu 1: (500 * 0,2)/100 = ±0,1 Y=74,78±0,1

błąd dla stanu 2: (500 * 0,2)/100 = ±0,1 Y=191,42±0,1

błąd dla stanu 3: (500 * 0,2)/100 = ±0,1 Y=313,03±0,1

Czujnik ultradźwiękowy

Rozdzielczość maksymalna - 0,35mm

Zakres - 2000mm

błąd dla stanu 1: (0,35/2000)*100=0,0175% (2000*0,0175)/100=±0,35 Y=84,05=±0,35

błąd dla stanu 2: (0,35/2000)*100=0,0175% (2000*0,0175)/100=±0,35 Y=196,23=±0,35

błąd dla stanu 3: (0,35/2000)*100=0,0175% (2000*0,0175)/100=±0,35 Y313,29=±0,35

Różnice wskazań w stanach ustalonych miedzy wzorcem a czujnikami
Stan	Wskazania czujnika linkowego	Róźnice czujnika indukcyjnego	Różnice czujnika ultradźwiękowego
1	78,40075556	1,41894308	-5,650475306
2	193,2934123	1,872952441	-2,934181349
3	314,7258761	1,688649597	1,437595765

7. Wnioski

• Duża zmienność dokładności wskazań czujnika ultradźwiękowego, której przyczyną może być zmienna prędkość dźwięku zależna od ciśnienia, temperatury i wilgotności powietrza. Nie możę być stosowany do pomiarów dokładnych.

• Duża precyzja czujnika indukcyjnego i linkowego różnice wyników są bardzo małe i różnią się od siebie niemal prawie stałą wielkością która może wynikać z nierównomiernego ustawienia czujników.

• Czujnik ultradźwiękowy wymagał przeliczenia wartości napięcia na przemieszczenie.

• Czujnik ultradźwiękowy umożliwia pomiar bezstykowy, oraz zapewnia większą ,,mobilność” z racji mniejszych wymiarów.

• Czujnik indukcyjny oraz linkowy może wykazać się mniejszą niezawodnością z powodu występowania części ruchomych.

• Czujnik linkowy może zapewnić duży zakres pomiarowy, sięgający kilkudziesięciu metrów.

---