Akademia Techniczno - Humanistyczna w Bielsku - Białej

kierunek Elektrotechnika

Rok 3, sem. 6

Sprawozdanie z laboratorium automatyki i sterownia

Temat: Pneumatyczne przetworniki pomiarowe.

Data wykonania ćwiczenia: 27.03.2003 r.

Data oddania sprawozdania: 3.04.2003 r.

Grupa: Sprawozdanie wykonał:

Dariusz Haręża Grzegorz Knyps

Paweł Knapek

Grzegorz Knyps

Dariusz Marszałek

Michał Matusiak

Krzysztof Stopczak

Adam Szafron

Jarosław Śledź

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, własności metrologicznych i zasad eksploatacji pneumatycznych przetworników pomiarowych. Ćwiczenie to obejmuje: badanie charakterystyki statycznej wraz z określeniem na jej podstawie pewnych własności metrologicznych przetwornika, pomiar charakterystyki skokowej przetwornika temperatury, nastawianie zakresu pomiarowego i zerowania przetwornika.

2. Schematy układów pomiarowych:

1. schemat pomiarowy do badania przetwornika różnicy ciśnień A105:

2. schemat pomiarowy do badania przetwornika średnich ciśnień A101:

3. schemat pomiarowy do badania przetwornika temperatury A107:

3. Wyniki pomiarów:

1. wykonanie charakterystyki statycznej przetwornika różnicy ciśnień:

• tabela dla poziomu substancji s₂ (czerwonej) const. równej 60mm:

Lp.	s1	s2	Δh	Py	Lp.	s1	S2	Δh	Py
		mm	mm	mm		kPa		mm	mm	mm	kPa
1	60	60	0	16	20	250	60	190	66
2	70	60	10	18,5	21	260	60	200	71,5
3	80	60	20	21	22	270	60	210	74
4	90	60	30	24	23	280	60	220	77
5	100	60	40	27	24	290	60	230	79,5
6	110	60	50	29	25	300	60	240	82
7	120	60	60	31,5	26	310	60	250	83,5
8	130	60	70	34	27	320	60	260	85
9	140	60	80	37	28	330	60	270	87,5
10	150	60	90	40	29	340	60	280	90
11	160	60	100	42,5	Legenda: s1 - poziom substancji niebieskiej, mm; s2 - poziom substancji czerwonej, mm; Δh = s1 - s2,mm Py - ciśnienie na wyjściu, kPa;
12	170	60	110	45
13	180	60	120	47,5
14	190	60	130	50
15	200	60	140	53
16	210	60	150	56
17	220	60	160	58
18	230	60	170	61
19	240	60	180	63,5

• tabela dla poziomu substancji s₁ (niebieskiej) const. równej 340mm:

Lp.	s1	S2	Δh	Py	Lp.	s1	s2	Δh	Py
		mm	mm	mm		kPa		mm	mm	mm	kPa
1	340	60	280	90	20	340	250	90	40
2	340	70	270	88	21	340	260	80	37
3	340	80	260	85	22	340	270	70	34
4	340	90	250	82,5	23	340	280	60	32
5	340	100	240	79,5	24	340	290	50	29
6	340	110	230	77	25	340	300	40	27
7	340	120	220	74,5	26	340	310	30	24
8	340	130	210	71,5	27	340	320	20	21,5
9	340	140	200	69,5	28	340	330	10	18,5
10	340	150	190	66,5	29	340	340	0	16
11	340	160	180	63	Legenda: s1 - poziom substancji niebieskiej, mm; s2 - poziom substancji czerwonej, mm; Δh = s1 - s2,mm Py - ciśnienie na wyjściu, kPa;
12	340	170	170	61
13	340	180	160	58
14	340	190	150	56
15	340	200	140	53,5
16	340	210	130	50
17	340	220	120	48
18	340	230	110	47
19	340	240	100	42,5

• charakterystyka statyczna przetwornika różnicy ciśnień

• nastawiony zakrzes pomiarowy:

Z = (16 - 90)kPa

• błąd podstawowy i klasa dokładności:

klasa dokłdności: na podstawie błedu podstawowego w % (4,5%)

• błąd histerezy:

1. wykonanie charakterystyki statycznej przetwornika średnich ciśnień:

• tabela pomiarowa:

Lp	Pm	Py	Lp	Pm	Py
		Kpa		kPa		kPa	kPa
1	20	20	1	90	100
2	30	32	2	80	89
3	40	43	3	70	76,5
4	50	54	4	60	65
5	60	65	5	50	54
6	70	76,5	6	40	43
7	80	89	7	30	32
8	90	100	8	20	20

• charakterystyka statyczna przetwornika średnich ciśnień:

• nastawiony zakrzes pomiarowy:

Z = (20 - 100)kPa

• błąd podstawowy i klasa dokładności:

klasa dokłdności: na podstawie błedu podstawowego w % (1,56%)

• brak błędu histerezy.

1. wykonanie charakterystyki awaryjnej przetwornika średnich ciśnień:

• tabela pomiarowa:

Lp.	Pzas	Py
		kPa	kPa
1	140	100
2	130	100
3	120	100
4	110	100
5	100	93
6	95	89
7	90	83
8	85	78,5
9	80	70
10	75	35
11	70	0
12	65	0
13	60	0
14	55	0

• 
  charakterystyka awaryjna przetwornika średnich ciśnień:

1. wykonanie charakterystyki skokowej przetwornika temperatury:

Parametry wyznaczone na podstawie charakterystyki:

• stała czasowa:

• czas ustalania się odpowiedzi:

• wzmocnienie z powodu braku danych nie może być wyznaczone.

4. Wnioski:

Badanie przetwornika różnicy ciśnień odbywało się najpierw przy obniżaniu poziomu substancji niebieskiej (przy stałej wartości poziomu substancji czerwonej 60mm) dzięki czemu uzyskaliśmy wzrost ciśnienia na wyjściu z przetwornika. Po doprowadzeniu poziomu substancji niebieskiej do wartości 340mm zaczęliśmy obniżać poziom substancji czerwonej co dało nam zmniejszanie się ciśnienia wyjściowego.

Na podstawie charakterystyki statycznej przetwornika zauważyć możemy pewne różnice wartości ciśnienia podczas mierzenia w „górę” (wzrost ciśnienia wyjściowego), a pomiarem ciśnienia w „dół” (maleniu ciśnienia wyjściowego). Na podstawie tej charakterystyki wyznaczone zostały: zakres pomiarowy (16 - 90kPa) oraz błąd podstawowy (0,045), klasa dokładności (5), błąd histerezy (0,045). Jak widać błąd histerezy jest równy błędowi podstawowemu.

Przed przystąpieniem do badania przetwornika średnich ciśnień mieliśmy okazję nastawienia odpowiedniego zakresu pomiarowego. W naszym przypadku nastawiony zakres wynosił: przy regulacji ciśnienia 20kPa - 90kPa na wyjściu z przetwornika uzyskać zakres 20kPa - 100kPa czyli błąd 10kPa.

Pomiary przetwornika średnich ciśnień były dokonywane przy wzroście i maleniu ciśnienia wejściowego.

Na charakterystyce statycznej przetwornika widzimy, że charakterystyki przy regulacji w górę i dół praktycznie się pokryły. Przez co nie można wyznaczyć błędu histerezy. Natomiast błąd podstawowy wynosi (0,0156) przez co klasa dokładności wynosi (3).

Na charakterystyki awaryjnej przetwornika średnich ciśnień widać, że przy ciśnieniu P_zas≥110kPa wartość ciśnienia na wyjściu z przetwornika jest stała 100kPa (równa wartości nastawionej na przetworniku). Jeśli ciśnienie wynosi P_zas≤110kPa to ciśnienie zaczyna spadać aż do wartości 0.

Tak więc dla ciśnień większych od ciśnienia nastawionego na przetworniku wartość wyjściowa ciśnienia jest stała i równa wartości nastawionej. Przy ciśnieniu zasilającym mniejszym od wartości nastawionej ciśnienie na wyjściu zaczyna spadać do zera.

Dla przetwornika temperatury wykonaliśmy charakterystykę skokową na podstawie której określiliśmy stałą czasową, czas ustalania odpowiedzi. Stała czasowa wynosi 6min35s, czas ustalania się odpowiedzi 16min37s. Z kształtu charakterystyki możemy powiedzieć, że przetwornik temperatury jest elementem inercyjnym I rzędu. Niestety nie można było wyznaczyć współczynnika wzmocnienia gdyż nie ostały zanotowane odpowiednie wartości pomiarowe.

regulacja w górę;

regulacja w dół

regulacja w górę;

regulacja w dół

---