Wydział Mechaniczny

Instytut Informatyki i Zarządzania Produkcją

Zakład Inżynierii Jakości

Laboratorium - Podstaw metrologii

Temat:

Badanie komputerowego systemu pomiarowego współpracującego z potencjometrycznym przetwornikiem przemieszczeń liniowych

Prowadzący:

dr inż. Mirosław Żygadło

Zielona Góra 2007

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania systemu pomiarowego przeznaczonego do pomiaru przemieszczeń, opartego na mikroprocesorowym komputerowym systemie pomiarowym typu PDOC 12-1 i współpracującym z potencjometrycznym czujnikiem przemieszczeń.

2. Przebieg ćwiczenia:

2.1. Badanie właściwości metrologicznych potencjometrycznego czujnika położenia

Manipulując pokrętłem śruby mikrometrycznej (suwmiarką), zadać kolejne położenie trzpienia (Lw) z krokiem 1,0 mm i odczytać wartości rezystancji R na wyjściu przetwornika. Pomiarów dokonać w zakresie 0 - 15mm. Wyniki zamieścić w tabeli 1.

Tabela 1.

Lp.	Lw [mm]	R [Ω]	La [mm]	S [R/mm]	ΔL [mm]
1	0
2	1
3	2
4	3
5	4
6	5
…	…
15	12
14	13
15	14
16	15

W oparciu o uzyskane wyniki wyznaczyć:

- charakterystykę statyczną czujnika R= f(Lw);

- czułość
;

- błąd bezwzględny ΔL;

- charakterystykę bezwzględnego błędu nieliniowości w funkcji przesunięcia Lw;

- błąd nieliniowości.

W celu wyznaczenia błędu nieliniowości należy aproksymować punkty pomiarowe wielomianem stopnia pierwszego (metodą najmniejszych kwadratów). Wyniki aproksymacji wpisać w kolumnie La. Charakterystykę La = f(Lw) przedstawić na wykresie.

Błąd bezwzględny ΔL należy przyjąć jako różnicę pomiędzy wartością napięcia z pomiarów, a wartością przemieszczenia wynikającą z równania przyjętej prostej aproksymującej:

ΔL =Lw - La

Błąd nieliniowości δmax określamy jako stosunek maksymalnej wartości modułu błędu bezwzględnego odniesionego do zakresu pomiarowego:

2.2. Badanie własności metrologicznych układu czujnik + tor pomiarowy systemu

1. Skonfigurować system pomiarowy wg rys 1.

2. Uruchomić program „Testpom”.

3. Zadać w oparciu o wskazania suwmiarki elektronicznej kolejne położenia (Lw) trzpienia potencjometrycznego czujnika przemieszczeń. Wartości zadanych położeń czujnika zawarto w tablicy 1.

4. Odczytać z ekranu monitora liczbę kwantów (Lm) równoważną wartości napięcia U_x, która to wartość napięcia jest zależna od aktualnego położeniu trzpienia czujnika Lw.

Rys. 1. Schemat ideowy układu do pomiaru przemieszczań

Tabela 2.

Lp.	Lw [mm]	Lm [N]	Lp [mm]	La [mm]	S [N/mm]	ΔLp [mm]	ΔL [mm]
1	0
2	1
3	2
4	3
5	4
6	5
…	..
13	12
14	13
15	14
16	15

5. W oparciu o uzyskane wyniki należy wyznaczyć:

- czułość toru pomiarowego S określoną zależnością:

,

- wartość średnią czułości S_śr;

- przeliczeniową wartość położenia L_p według zależności:

(dla przypadku gdy ze wzrostem przemieszczenia Lw wzrasta liczba odczytanych kwantów przetwarzania N);

lub
,

(dla przypadku gdy ze wzrostem przemieszczenia Lw maleje liczba odczytanych kwantów przetwarzania N, L_Z - maksymalna wartość przemieszczenia - zakres);

- błąd bezwzględny ΔL;

- charakterystykę bezwzględnego błędu nieliniowości ΔLp i ΔL w funkcji przemieszczenia Lw; (na jednym wykresie)

- błąd nieliniowości.

W celu wyznaczenia błędu nieliniowości należy aproksymować punkty pomiarowe wielomianem stopnia pierwszego (metodą najmniejszych kwadratów). Wyniki aproksymacji wpisać w kolumnie La.

Charakterystykę La = f(Lw) przedstawić na wykresie.

Błąd bezwzględny ΔL należy przyjąć jako różnicę pomiędzy wartością napięcia z pomiarów, a wartością przemieszczenia wynikającą z równania przyjętej prostej aproksymującej:

ΔL =Lw - La

Błąd bezwzględny ΔLp należy przyjąć jako różnicę pomiędzy wartością napięcia z pomiarów, a wartością przemieszczenia wynikającą z równania:

ΔLp =Lw - Lp

Błąd nieliniowości δmax określamy jako stosunek maksymalnej wartości modułu błędu bezwzględnego odniesionego do zakresu pomiarowego:

Ponadto należy przedstawić na jednym wykresie charakterystykę Lp i La w funkcji Lw.

6. Wnioski:

4

---