Politechnika Łódzka

Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Laboratorium Pomiarów i Automatyki

Zadanie nr 3

Pneumatyczny przetwornik siły- właściwości statyczne i dynamiczne

nazwa zadania

Rocznik studiów: 2011/2012

Kierunek studiów: Technologia żywności i żywienie człowieka

Semestr: III

Nr grupy:

Wykonujący zadanie:

1. Sylwia Bartosiak

2. Damian Marchlewicz

3. Maciej Gardynik

4. Rafał Cypel

Opracowujący sprawozdanie:

Sylwia Bartosiak Łódź, 30.01.2012

1.Cel ćwiczenia:

Poznanie budowy i działanie modelu pneumatycznego przetwornika siły jako przetwornika pomiarowego i elementu składowego pneumatycznego regulatora PID.

2.Schemat układu pomiarowego:

Podstawowym elementem przetwornika jest belka równoważni sił B, umocowana wahliwie na płaskiej sprężynie Z. Pod belką umieszczone są 4 membranowe przetworniki ciśnienia M.

3.Tabele z wynikami pomiarów oraz obliczenia:

3.1. Charakterystyka statyczna przetwornika siły

m [g]	Q [N]	Py [mm]
0	0	0
20	0,2	10
40	0,4	20
60	0,6	30
80	0,8	40
100	1,0	45
120	1,2	55
140	1,4	68
160	1,6	70
180	1,8	80
200	2,0	87

3.2.Dodatkowe ujemne sprzężenie zwrotne

m [g]	Q [N]	Py [mm]
0	0	0
20	0,2	0
40	0,4	8
60	0,6	17
80	0,8	24
100	1,0	32
120	1,2	39
140	1,4	48
160	1,6	54
180	1,8	62
200	2,0	70

3.3. Wpływ ciśnienia powietrza zasilającego

P0 [mm]	Py [mm]
150	41
170	41
130	41

3.4. Charakterystyka statyczna przetwornika ciśnienia

Px [mm]	Py [mm]
0	0
10	5
20	13
30	20
40	29
50	37
60	43
70	50
80	55
90	62
100	69

3.5. Charakterystyka statyczna przetwornika ci
śnienia z dodatkowym ujemnym sprzężeniem zwrotnym

Px [mm]	Py [mm]
0	0
10	7
20	12
30	20
40	26
50	35
60	40
70	47
80	52
90	60
100	65

3.6.Przesunięcie charakterystyki statycznej przetwornika ciśnienia

Px [mm]	Py [mm]
0	10
10	18
20	26
30	36
40	45
50	52
60	60
70	70
80	75
90	86
100	95

Obliczenie przesunięcia charakterystyki P_y0

(P_y0 = P_y)_Px=0

P_y0 = 10

Obliczenie współczynnika dodatkowego sprzężenia zwrotnego β

Równanie pneumatycznego przetwornika ciśnienia bez dodatkowego ujemnego sprzężenia zwrotnego i z przesuniętą charakterystyką statyczną:

Py=K*Px+Pyo

• pneumatyczny przetwornik ciśnienia bez dodatkowego sprzężenia zwrotnego

Py=0,72*60+10=53,2

• pneumatyczny przetwornik ciśnienia z przesuniętą charakterystyką styczną

Py=0,67*60+10=50,2

3.7. Inercyjne dodatnie sprzężenie zwrotne:

Podpunkt został pominięty na polecenie prowadzącego, z powodu braku poprawnej odpowiedzi ze strony aparatury.

4.Wnioski:

• Podczas badania charakterystyki statycznej przetwornika siły można było zauważyć, że po włączeniu dodatkowego ujemnego sprzężenia zwrotnego wartości ciśnienia wyjściowego są mniejsze od tych, mierzonych bez włączonego dodatkowego ujemnego sprzężenia zwrotnego.

• Na podstawie pomiarów charakterystyki statycznej przetwornika ciśnienia widzimy, że po włączeniu dodatkowego ujemnego sprzężenia zwrotnego, wartości ciśnienia wyjściowego są mniejsze od tych mierzonych bez włączonego dodatkowego ujemnego sprzężenia zwrotnego . Natomiast po wyłączeniu dodatkowego ujemnego sprzężenia zwrotnego i z dodatkową siła Q₀ działającą na koniec równoważni wartości P_y są większe.

• Niestety, z powodu problemów technicznych przy stanowisku pomiarowym nie mogłyśmy wykonać pomiarów dotyczących inercyjnego ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Obliczenie wzmocnienia przetwornika:

Obliczenie wzmocnienia przetwornika z dodatkowym ujemnym sprzężeniem: zwrotnym:

Obliczenie wzmocnienia przetwornika z dodatkowym ujemnym sprzężeniem zwrotnym:

Obliczenie wzmocnienia przetwornika:

Obliczenie wzmocnienia przetwornika z dodatkowym ujemnym sprzężeniem zwrotnym:

---