Politechnika Poznańska Laboratorium Wprowadzenie do Mechatroniki
Nr. Ćwiczenia 6	Data wykonania Ćw. 14.12.2010	Data oddania sprawozdania 4.01.2011		Ocena:
Tytuł i treść ćwiczenia: Badanie histerezy binarnych czujników zbliżeniowych
Wykonawcy: Bartłomiej Pałasz Jędrzej Kozerawski Wojciech Nowakowski			Grupa 6/2		Semestr 1

1. Cel:

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania binarnych czujników zbliżeniowych oraz dokonanie pomiarów histerezy i oceny ich stref działania. Badania dotyczyły czujników:

a) indukcyjnego,

b) pojemnościowego,

c) kontraktowego,

d) Halla.

Do badania użyto następujących materiałów:

1. miedź,

2. aluminium,

3. stal,

4. mosiądz,

5. polimer,

6. magnes neodymowy,

7. magnes stały duży,

8. magnes stały mały.

2. Schemat stanowiska pracy:

Czujnik indukcyjny - obwód drgający wraz z cewką tworzy przed aktywną powierzchnią czujnika zmienne pole elektromagnetyczne. Pojawienie się metalowego przedmiotu w tym polu powoduje tłumienie sygnału w obwodzie drgającym. Jeśli tłumienie to przekroczy określoną wartość progową, na wyjście układu podawany jest sygnał przełączający.

Czujnik pojemnościowy - oscylator wraz z kondensatorem tworzą przed aktywna powierzchnią czujnika zmienne pole elektryczne. Gdy w polu pojawia się obiekt ulega zachwianie i tłumienie drgań w obwodzie oscylatora. Rozpoznaje także elementy sztuczne.

Czujnik magnetyczny kontaktronowy - reaguje on na zbliżenie się do niego magnesu. W polu magnetycznym wytworzonym przez magnes zestyki kontaktronu zostają namagnesowane. Jeżeli siła wzajemnego przyciągania zestyków pokona ich siły sprężystości to kontaktron zmieni swój stan np. z otwartego na zamknięty.

Czujnik magnetyczny Halla - kiedy magnes pojawi się w strefie działania czujnika jego pole magnetyczne spowoduje pojawienie się na krawędziach hallotronu napięcia Halla. To napięcie stanowi sygnał pomiarów.

3. Tabelki z pomiarami:

Czujnik indukcyjny:

0

	Miedź	Aluminium	Stal	Mosiądz
Przybliżanie	21,11	19,73	14,45	19,82
Oddalanie	21,36	19,52	14,30	19,60

Czujnik pojemnościowy:

	Miedź	Aluminium	Stal	Mosiądz	Polimer
Przybliżanie	14,50	14,41	14,37	14,74	20,67
Oddalanie	9,66	9,61	10,41	10,46	15,62

Czujnik kontraktowy:

	Przybliżanie	Oddalanie
Magnes neodymowy	17,44	13,16
Magnes stały duży	21,15	18,83
Magnes stały mały	24,70-24,77 25,15-25,27 25,40-25,55 25,65-25,80 25,89-26,06	25,98-25,84 25,75-25,61 25,42-25,34 25,22-25,11 24,71-24,58

Czujnik Halla:

	Przybliżanie	Oddalanie
Magnes neodymowy	23,60	21,17
Magnes stały duży	19,83	17,49
Magnes stały mały	24,25-24,27 24,55-24,59 24,73-24,78 25,05-25,11 25,22-25,28 25,54-25,60 25,72-25,75 25,97-26,00	25,98-25,82 25,70-25,04 25,39-25,32 25,19-25,14 24,88-24,82 24,69-24,62 24,34-24,32

4. Wykresy

Oddalanie

Przybliżanie

Czujnik indukcyjny:

1. Miedź

2. 
   Aluminium

3. Stal

4. Mosiądz
   

Czujnik pojemnościowy:

1. Miedź

2. Aluminium

3. Stal

4. Mosiądz

5. Polimer

Czujnik kontraktowy:

1. Magnes neodymowy

2. Magnes stały duży

3. Magnes stały mały

Czujnik Halla:

1. Magnes neodymowy

2. Magnes stały duży

3. Magnes stały mały

5. Wnioski

Czujniki indukcyjne działają tylko w obecności metalu. Czujnik nie działa z próbka tworzywa sztucznego. Poprzez średnia wartość uzyskanych histerez możemy wyznaczyć strefę działania czujnika, która wynosi ~ 0,20 mm

Czujniki pojemnościowe podobnie jak indukcyjne działają w obecności metalu, dodatkowo jeszcze wykrywają obecność innych materiałów jak np. tworzywo sztuczne. Zatem średnia wartość uzyskanych wyników wyznacza strefę działania czujnika ~4,585mm

Czujnik magnetyczny kontaktronowy i czujnik Halla działają pod wpływem pola magnetycznego. Oby dwa czujniki mają zupełnie różne wartości odległości w jakich wykrywają materiały, co więcej, dla każdego materiału odległość ta znacznie się różni. Dodatkowo duże zmiany w stabilności pracy tych czujników powoduje magnes stały mały, który kilkakrotnie zmienia granicę wykrywalności go przez czujnik, z tego względu nie można wyznaczyć histerezy dla danych czujników.

---