INSTYTUT KONSTRUKCJI MASZYN

LABORATORIUM

MIERNICTWO CIEPLNE I MASZYNOWE

Temat:

Badanie właściwości przetworników prędkości liniowej

Grupa: 12M5 Zespół: 1

Data wykonania:22.11.2012r.

Data oddania sprawozdania:08.12.2012r.

Lp.	Nazwisko i Imię	Ocena	Data
1.	Pałka Joanna
2.	Oleksy Łukasz

1. Schemat układu pomiarowego

1.Siłownik

2.Prądnica tachometryczna [V]

3.Czujnik linkowy optoelektryczny [mm]

4.Czujnik inkrementalny z enkoderem [m/s]

5.Moduł przyłączeniowy MKS FU251

6.Karta A/C

Rys.1 Schemat układu pomiarowego

2.Wykaz aparatury

Prądnica tachometryczna CELESCO PT5AV-40-N34-BK-10K-M6

Liczba pinów - 6

Rodzaj kabla - N34 (stal nierdzewna, powlekana nylonem)

Poleżenie kabla wyjściowego – tył

Klasa dokładności 0,3%

Po zaimportowaniu wyników pomiarów do komputera otrzymujemy wartości napięcia w V rosnące proporcjonalnie do wartości prędkości liniowej.

Czujnik linkowy optoelektroniczny SICK| STEGMANN DGS60-A1L10000

liniowość - ±0,3%

rozdzielczość – praktycznie nieskończona

optymalna temperatura pracy: ..50 °C

napięcie sygnału wyjściowego – 0..10VDC

Po zaimportowaniu wyników pomiarów do komputera otrzymujemy przemieszczenie w mm.

Enkoder inkrementalny SICK| STEGMANN MRA-F080-102D2

Zasięg pomiarowy – 0..2m

Średnica linki – 1,35mm

Optymalna temperatura pracy - ... +

Zakres pomiarowy 0..4 m/s

Bęben oraz enkoder wytwarzają impulsy napięciowe, których częstotliwość jest proporcjonalna do prędkości liowej. Następnie poprzez licznik impulsów i zaimportowaniu wyników do programu Lab View otrzymujemy prędkość w m/s.

3.Opis eksperymentu

Na stanowisku złożonym z siłownika oraz trzech wyżej wymienionych czujników dokonano pomiaru prędkości tłoka. Wykonując jeden cykl wysunięcie i wsunięcie tłoka. W programie LabView zarejestrowano sygnały z czujników w postaci prędkości [m/s], przemieszczenia [mm] oraz napięcia [V].

4.Obliczenia i wykresy

Przebiegi czasowe mierzonych parametrów

Rysunek 2

Rysunek 3

Rysunek 4

Rysunek 5

Po wyznaczeniu kalibracji prądnicy tachometrycznej przemnożono przez współczynnik skali -0,1615 wartości napięciowe prądnicy.

Rysunek 6

Na przemieszczeniu z czujnika linkowego optoelektrycznego wykonano operacje różniczkowania przemieszczenia po czasie dla trzech różnych zakresów po 10, 20, 40 punktów pomiarowych.

Rysunek 7

Rysunek 8

5. Wnioski

Ćwiczenie miało na celu zaprezentowanie trzech różnych metod pomiaru prędkości liniowej. Czujniki, którymi się posłużono to enkoder inkrementalny ( przyrząd wzorcowy), prądnica tachometryczna oraz czujnik optoelektryczny.

Każde z wymienionych powyżej urządzeń, podawało wynik w innych jednostkach, Enkoder mierzył prędkość wprost, dzięki prądnicy uzyskano wartość prędkości w postaci napięcia, natomiast czujnik linkowy mierzył przemieszczenie, które po zróżniczkowaniu dawało prędkość. W zależności od doboru zakresu różniczkowania zmienia się dokładność pomiaru, choć przebiegi są bardzo podobne to im mniejszy zakres, tym dokładniejszy jest pomiar, co widać na Rysunku 7.

Dla uzyskania poprawnych wyników należało skalibrować prądnice, gdy tego dokonano, okazało się, że prędkość będąca wynikiem pomiaru tego czujnika nie odbiega znacząco od prędkości z enkodera inkrementalnego. Jak pokazano na Rysunku 8, różnice te są widoczne pomiędzy 10 a 16 sekundą.

Powyższe wykresy pozwalają ponadto określić kiedy siłownik się wysuwał, a kiedy wracał do położenia początkowego.

Podsumowując, przy doborze czujników do pomiaru prędkości liniowej należy zwrócić uwagę przede wszystkim na zakres pomiarowy urządzenia, maksymalną prędkość pomiaru oraz dokładność. Nie bez znaczenia jest również łatwość montażu, jak i cena czujnika. Do zaawansowanych pomiarów najlepszy będzie czujnik z enkoderem, ze względu na parametry. Nie znaczy to jednak, że przy prostych pomiarach prądnica lub czujnik linkowy nie są w stanie podać równie dokładnych wyników.