Uniwersytet zielonogórski wydział elektrotechniki, informatyki I telekomunikacji instytut inżynierii elektrycznej praca dyplomowa inżynierska współpraca sterowników plc z czujnikami pomiarowymi



Pobieranie 322.35 Kb.
Strona5/6
Data28.04.2016
Rozmiar322.35 Kb.
1   2   3   4   5   6

Pomiar prędkości obrotowej za pomocą prądnicy tachometrycznej (wyglądem i budową bardzo zbliżona do małego silnika prądu stałego) znany jest od bardzo dawna. Istota tej metody, to bezpośrednie, mechaniczne (za pomocą kół zębatych


i przekładni pasowych) sprzężenie osi prądnicy z wirującą osią kontrolowanego elementu.

Prądnica tachometryczna jest źródłem napięcia stałego proporcjonalnego

do wielkości prędkości obrotowej swojej osi, natomiast nachylenie charakterystyki

(U/w) zależy od konkretnego modelu prądnicy.

Podstawowe zalety tej metody to:

- natychmiastowy pomiar aktualnej prędkości obrotowej,

- duża dokładność pomiaru,

- możliwość dokładnego odczytu zmierzonej wielkości

przez urządzenia z wejściem analogowym np. woltomierze cyfrowe, systemy mikroprocesorowe z kartą przetworników analogowo-cyfrowych itp.

- krótki czas reakcji na zmianę prędkości.

Niestety metoda ta ma również kilka wad, które w skuteczny sposób odstraszają potencjalnych klientów:

- duże problemy i koszty związane z poprawnym i niezawodnym mechanicznym

sprzężeniem prądnicy tachometrycznej z mechaniką maszyny lub urządzenia.

Mam tu na myśli konieczność wykonania odpowiednich kół zębatych a później całej przekładni.

- konieczność ingerencji w mechanikę urządzenia,

- wysoki koszt pr¹dnicy tachometrycznej,

- konieczność okresowych konserwacji i przeglądów.
Charakterystyka prądnicy prądu stałego jest liniowa, gdyż wartość indukowanej SEM, zgodnie ze wzorem jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej, dlatego maszyny te często wykorzystywane są jako tachometry, gdyż znając stałą konstrukcyjną prądnicy i napięcie na jej zaciskach w łatwy sposób możemy wyliczyć prędkość obrotową badanego silnika. Podobnie jest w tachometrze asynchronicznym. Jest on bardziej niezawodny z tego powodu, że wyeliminowano w nim wpływ styku komutator-szczotki. Natomiast jego wadą jest to, że pomiaru kierunku wirowania nie można określić w sposób tak łatwy jak w tachometrze prądu stałego.

3.2 Pomiar temperatury


W pomiarach temperatury wykorzystuje się zależność niektórych wielkości fizycznych od temperatury.

W pierwszych termometrach wykorzystywano zmiany objętości cieczy w funkcji zmian temperatury, obecnie wykorzystuje się również zmiany rezystancji, ciśnienia i innych wielkości.



Temperatura jest w przemyśle najczęściej mierzoną wielkością fizyczną. Pomiary tem­peratury występują we wszystkich właściwie gałęziach przemysłu. Wymagane zakresy i dokładności pomiaru temperatury, żądana postać sygnału wyjściowego oraz warunki pracy są przy tym bardzo różnorodne. Zależnie od wymagań stosowane są różne rodzaje termometrów, wykorzystujące różne zjawiska fizyczne. Można wyróżnić na­stępujące rodzaje termometrów:

a) rozszerzalnościowe, w których wykorzystuje się zjawisko rozszerzalności cieczy lub ciał stałych;

b) ciśnieniowe, wykorzystujące zależność ciśnienia cieczy lub gazu od temperatury, przy stałej ich objętości;

c) rezystancyjne, w których wykorzystywana jest zależność rezystancji metali (np. platyny, miedzi, niklu) oraz półprzewodników od temperatury;

d) termoelektryczne, w których wykorzystywane jest zjawisko powstawania siły elek­tromotorycznej w obwodzie, w którym dwa złącza dwóch różnych metali znajdują się w różnej temperaturze;

e) pirometryczne, w których wykorzystywana jest zależność spektralnego rozkładu promieniowania emitowanego, od temperatury ciała emitującego.


Pomiar temperatury z użyciem czujni­ków termorezystancyjnych sprowadza się do pomiaru rezystancji, jedną ze sto­sowanych w miernictwie elektrycznym metod. Najczęściej stosowane są w ta­kim przypadku mostki niezrównoważo­ne oraz równoważone ręcznie lub auto­matycznie. Stosunkowo

duże zmiany rezystancji powodują, że w przypadku mostków niezrównoważonych nie można pominąć nieliniowości charakterystyki mostka. Duża czułość termorezystorów na zmiany temperatury powoduje konieczność (dla uniknięcia błędów wynikających z samo nagrzewania) ograniczania płynącego przez nie prądu. Jest to szczególnie ważne przy korzystaniu z termistorów. Błąd dodatkowy, który należy uwzględniać przy pomiarach temperatury z użyciem termorezystorów, jest powodowany temperaturo­wymi zmianami rezystancji przewodów łączących. Ponieważ długość połączeń mostka z czujnikiem oraz zmiany temperatury wzdłuż nich mogą być znaczne, błąd ten nie zawsze jest pomijalny.

W czujnikach termistorowych, używanych do dokładnych pomiarów temperatury, stosuje się termistory, których rezystancja w temperaturze pokojowej ma typową wartość kilku kQ, a zależność ich rezystancji od temperatury pokrywa się z krzywą standardową z błędem nie prze­kraczającym 0,lC0-0,20C (te same termistory mogą być stosowane jako elementy kompen­sacji temperaturowej w różnych układach elekt­ronicznych). Dzięki dużej wartości temperatu­rowego współczynnika rezystancji stosowanie termistorów nie sprawia większych kłopotów. Poza tym są tanie, a ich parametry są stałe w czasie. Nadają się bardzo dobrze do pomia­rów temperatury oraz do sterowania jej zmiana­mi w zakresie od — 50°C do + 300°C.

Rezystancyjne termometry platynowe


Czujniki takich termometrów są wykonywane w postaci zwoju drutu z bardzo czystej plytyny, której współczynnik temperaturowy jest doda­tni i ma wartość około 0,4%/°C. Parametry termometrów platynowych wykazują nadzwy­czaj dużą stałość w czasie, a ich charakterystyki pokrywają się z krzywą standardową z błędem nie większym niż 0,02 -=- 0,2°C. Termometry pla­tynowe są dostosowane do pomiaru temperatur w zakresie od - 200°C do + 1000°C. Nie należą do zbyt tanich przyrządów.
Termometr kwarcowy

Termometr o dużej dokładności oraz powtarza­lności pomiaru można otrzymać wykorzystując zależność częstotliwości rezonasowej rezonato­ra kwarcowego od temperatury. Chociaż nor­malnie celem, do którego dąży się przy projek­towaniu rezonatora kwarcowego, jest uzyskanie możliwie małej wartości współczynnika tem­peraturowego częstotliwości rezonansowej, w tym przypadku wybiera się taki rodzaj cięcia kwarcu, aby wspomniany współczynnik miał możliwie dużą wartość. Duża dokładność po­miaru temperatury termometrami kwarcowymi


jest możliwa dzięki dużej dokładności pomiaru częstotliwości. Dobrym przykładem seryjnie produkowanego termometru kwarcowego jest
przyrząd typu 2804A firmy Hewlett-Packard Jest to miernik mikroprocesorowy o zakresie pomiaru temperatury od — 50°C do 150°C,
o błędzie absolutnym nie przekraczającym 40 milistopni (błąd zwiększa się, gdy wychodzimy poza podany zakres) oraz o rozdzielczości pomiaru temperatury równej 100 mikrostopai. Aby osiągnąć takie wartości parametrów, kwar­cowy czujnik danego przyrządu jest indywidua­lnie testowany i kalibrowany, a dane potrzebne do obliczania temperatury są przez wytwórcę ; wprowadzone do pamięci systemu mikroprocesorowego.
1   2   3   4   5   6


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna