Temat ćwiczenia: Charakterystyki statyczne przetworników pomiarowych

Wykonujący sprawozdanie: Prowadzący:

Maciej Majgat mgr inż. Damian Jakowski

1.Badanie hydrostatycznej sondy poziomu:

2. Zasada działania sondy poziomu:

Ciśnienie hydrostatyczne mierzonego medium działa poprzez membranę separującą i olej silikonowy na czujnik. Powodując zmianę rezystancji piezorezystorów połączonych w mostek Wheatstone’a wbudowanego w strukturę krzemową czujnika. Na jego wyjściu pojawia się sygnał napięciowy proporcjonalny do mierzonego ciśnienia.

3. Przebieg pomiaru:

Rura jest napełniona wodą, stanowiąca wartość mierzonego medium. Odkręcamy zawór przy pojemniku 1 zmieniając wartość naszego medium w zakresie 20-110 cm ze skokiem co 5 cm . Podczas zmiany wysokości słupa wody odczytujemy wartości napięcia z woltomierza 3. Po osiągnięciu wartości maksymalnej zakresu pomiaru zakręcamy zawór przy zbiorniku 1. Następnie odkręcamy zawór przy zbiorniku 5 mierząc wartości napięcia woltomierzem 3 przy zmianie wysokości naszego medium w zakresie 110-20 cm ze skokiem co 5 cm . Gdy uzyskamy wartość początkową wysokości słupa wody kończymy pomiar poprzez zakręcenie zaworu przy zbiorniku 5 .

4. Badanie przetwornika przemierzeń liniowych UT-06:

5.Zasada działania przetwornika przemieszczeń liniowych UT-06:

Indukcyjny czujnik przemieszczeń liniowych przetwarza liniowe przesunięcie jego części ruchomej na zmianę indukcyjności własnej lub wzajemnej cewek czujnika, która następnie przetwarzana jest na SEM indukowanej w tych cewkach. Jego działanie oparte jest na zależności indukcyjności do przewodności obwodu magnetycznego.

6. Przebieg pomiaru:

Po podłączeniu aparatury do sieci, przemieszczamy ruchomy element czujnika za pomocą korbki 2. Licznik odmierza za nas odległość w czujniku. Mierzymy w zakresie 0,5 - 9,5 cm ze skokiem co 0,5 cm . Podczas zmiany przemieszczenia ruchomego elementu czujnika odczytujemy wartość SEM z woltomierza 3. Następnie mierzymy w zakresie 9,5 – 0,5 cm ze skokiem co 0,5 cm . Gdy uzyskamy wartość początkową przemieszczenia ruchomego elementu czujnika kończymy pomiar.

7.Tabele Pomiarów:

hydrostatyczna sonda poziomu
hw [ cm]
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110

Przetwornik Przemieszczeń liniowych UT-06
x[cm]
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5

8.Wykresy pomierzonych charakterystyk statycznych:

9. Określenie własności statycznych przetworników:

• Określenie błędu nieliniowości:

$$\gamma l = \frac{\left| Un - Ul \right|}{|Ul|} \bullet 100$$

• Określenie błędu niejednoznaczności:

δ_h%=$\frac{\left| U \uparrow - U \downarrow \right|\max}{Umax - Umin} \bullet 100$

Dla sondy poziomu:

γ_lmax%=$\frac{\left| 0,84 - 0.83 \right|}{|0,83|} \bullet 100 = 1,2\%$

δ_hmax%=$\frac{0,03}{5,45 - 0,82} \bullet 100 =$0,65%

Dla Przetwornika Przemieszczeń liniowych UT-06:

γ_lmax%=$\frac{\left| - 0,58 - ( - 0,56) \right|}{| - 0,56|} \bullet 100 = 3,57\%$

δ_hmax%=$\frac{0,06}{0,06 - ( - 8,95)} \bullet 100 =$0,67%

10. Wnioski

Analizując wyniki pomiarów sondy poziomu oraz przetwornika przemieszczeń liniowych UT-06 można zauważyć, że wyniki są bardziej zbliżone do siebie w przypadku sondy poziomu na samym początku pomiaru. Porównując wielkość błędu nieliniowości widać, że mniejszy jest błąd przy linearyzacji charakterystyki w przypadku sondy przy małych zmianach przemieszczeń. Natomiast przetwornik liniowy swoją większą dokładność pomiaru uzyskuje dopiero po przekroczeniu 5 cm przemieszczenia. Moim zdaniem jest to spowodowane dużą ilością tzw. „luzów” w maszynie pomiarowej, występujących w początkowych pomiarach. Czyli dokonywania pomiaru w złym zakresie. Porównując obydwa przyrządy możemy zauważyć iż sonda poziomu charakteryzuje się dużym zakresem pomiaru jednak mniejszą dokładnością. Natomiast przetwornik pomieszczeń liniowych UT-06 cechuję się wysoką dokładnością pomiaru w przedziale od 5-9,5 cm jednak jego zakres pomiarowy jest mniejszy niż sondy.

11.Bibliografia

1. http:\\pl.wikipedia.org

2. Dariusz Horla: „Podstawy Automatyki-ćwiczenia laboratoryjne” ; Poznań 2003