|
|
|
AME, Sekcja 1: |
|
|
|
Małek Piotr |
|
|
|
Sołtysik Maciej |
|
|
|
Fengler Marek |
Układy pomiarowe:
Rysunek 1 Schemat układu do badania manometru tensometrycznego
Rysunek 2 Układ do badania manometru piezorezystancyjnego scalonego
Dane czujnika piezprezystancyjnego: seria P5, Nr 25/6/4701
Zakres: 40 kPa
Napięcie niezrównoważenia: Up=-24,20mV
Rezystancje mostka: Rm=4961
Hist. term.: Ht=0,11mV
Szer. zakr. F. S. D. prąd. 70,4mV
Nieliniowość: -0,05%F.S.D.
Hist. mech. Hm=0,00
Zakres temp. pracy: 0 ÷ 50 °C
Rezystancje kompensujące:
Rp1 =755,4 k
Rp2 =∞
Rs1 =63,6k
Rs2 =0
Rz =18,1k
Wyniki pomiarów:
Czujnik tensometryczny
Lp. |
PN [kG/cm2] |
P rośnie |
P maleje |
||
|
|
U [V] |
P [kG/cm2] |
U [V] |
P [kG/cm2] |
1. |
0 |
0,012 |
0 |
0,005 |
0 |
2. |
0,1 |
0,018 |
0,1 |
0,012 |
0,3 |
3. |
0,2 |
0,024 |
0,4 |
0,019 |
0,5 |
4. |
0,3 |
0,03 |
0,5 |
0,024 |
0,6 |
5. |
0,5 |
0,042 |
0,7 |
0,035 |
0,7 |
6. |
0,6 |
0,048 |
0,8 |
0,042 |
0,8 |
7. |
1 |
0,072 |
1,2 |
0,066 |
1,2 |
8. |
1,1 |
0,079 |
1,3 |
0,073 |
1,3 |
9. |
1,5 |
0,103 |
1,75 |
0,098 |
1,7 |
10. |
1,6 |
0,11 |
1,81 |
0,103 |
1,8 |
11. |
2 |
0,134 |
2,25 |
0,127 |
2,2 |
12. |
2,1 |
0,14 |
2,35 |
0,133 |
2,35 |
13. |
2,5 |
0,164 |
2,76 |
0,157 |
2,7 |
14. |
2,6 |
0,17 |
2,85 |
0,164 |
2,85 |
15. |
3 |
0,195 |
3,15 |
0,188 |
3,2 |
16. |
3,1 |
0,2 |
3,35 |
0,196 |
3,4 |
17. |
3,5 |
0,225 |
3,76 |
0,221 |
3,8 |
18. |
3,6 |
0,231 |
3,85 |
0,226 |
3,85 |
19. |
4 |
0,255 |
4,25 |
0,251 |
4,3 |
20. |
4,1 |
0,262 |
4,37 |
0,256 |
4,4 |
21. |
4,5 |
0,286 |
4,8 |
0,283 |
4,8 |
22. |
4,6 |
0,292 |
4,9 |
0,287 |
4,9 |
23. |
5 |
0,317 |
5,3 |
0,311 |
5,4 |
24. |
5,1 |
0,323 |
5,4 |
0,318 |
5,4 |
25. |
5,5 |
0,348 |
5,8 |
0,341 |
5,8 |
26. |
5,6 |
0,355 |
5,9 |
0,347 |
5,9 |
Czujnik piezorezystancyjny
Lp. |
Wyniki pomiarów |
Błędy nieliniowości |
|||||
|
P [kPa] |
Uout |
UR3 |
UR2 |
Uout_Lin |
Uout |
UOutLin |
1. |
0 |
0,0001 |
3,547 |
3,54 |
3,756 |
0,196% |
0,037% |
2. |
5 |
0,0043 |
3,548 |
3,549 |
3,757 |
4,314% |
0,016% |
3. |
10 |
0,0113 |
3,552 |
3,534 |
3,76 |
3,333% |
0,016% |
4. |
15 |
0,0181 |
3,556 |
3,531 |
3,764 |
2,745% |
0,011% |
5. |
20 |
0,0248 |
3,559 |
3,528 |
3,767 |
2,353% |
0,011% |
6. |
25 |
0,0312 |
3,562 |
3,525 |
3,771 |
2,549% |
0,037% |
7. |
30 |
0,0376 |
3,565 |
3,521 |
3,774 |
2,745% |
0,037% |
8. |
35 |
0,0444 |
3,568 |
3,518 |
3,777 |
2,157% |
0,037% |
9. |
40 |
0,0510 |
3,572 |
3,515 |
3,78 |
1,961% |
0,037% |
Wnioski
Ze względu na niską dokładność odczytu nie jest możliwe określenie histerezy wskazań manometru z rurką Bourdona.
Materiał membrany czujnik tensometryczny ma tendencję do pełzania, jednak zachowuje czułość na stałym poziomie. Modele liniowe są następujące:
Przy rosnącym ciśnieniu: U=0,0612*p+0,0054
Przy malejącym ciśnieniu: U=0,0611*p+0,0116
Zastosowanie rezystorów kompensujących zmniejszyło błąd nieliniowości czujnika piezorezystancyjnego o 2 rzędy wielkości (tj. z 4,5%FS do 0,040%FS).
Zmiana napięć w funkcji ciśnienia na piezorezystorach mostka jest przeciwnego znaku (na R3 napięcie rośnie, a na R2 - maleke), co jest spowodowane odmienną reakcją rezystorów na przyłożone ciśnienie.