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: 21.12.2011

Data oddania sprawozdania: 04.01.2012

Lp	Nazwisko i Imię	Ocena
1	Binkowski Jakub
2	Burek Hubert

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: ..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: ..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 stanach ustalonych
stan
1
2
3

stan 1	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czyjnik ultradźwiękowy
średnia	80,616927	80,08807591	89,74124461
wartość maksymalna	80,935938	80,46785032	90,75154965
wartość minimalna	80,350000	79,7083008	87,91863416
odchyłka maksymalna	-0,3190106	-0,379774409	1,822610457
odchyłka minimalna	0,2669274	0,379775114	-1,010305041

stan 2	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czyjnik ultradźwiękowy
średnia	181,31	180,3381527	185,6210179
wartość maksymalna	182,107813	181,1082522	186,5985733
wartość minimalna	180,350000	179,2093765	184,709963
odchyłka maksymalna	-0,800238806	-0,770099552	0,911054943
odchyłka minimalna	0,957574194	1,128776189	-0,977555389

stan 3	czujnik linkowy	czujnik indukcyjny	czyjnik ultradźwiękowy
średnia	331,930256	331,0750274	330,0530064
wartość maksymalna	332,303125	331,3093044	330,6051856
wartość minimalna	329,373438	328,2711032	329,6608804
odchyłka maksymalna	-0,37286887	2,803924163	-0,552179215
odchyłka minimalna	2,55681813	-0,234277023	0,392125951

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
	Wskazania czujnika linkowego
Stan 1	80,616927
Stan 2	181,31
Stan 3	331,930256

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.