1.1.9_Раздел_2.7 (539837)
Текст из файла
2.7. РАБОТА №6. ИЗУЧЕНИЕ ДАТЧИКОВТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ2.7.1. Цель работыОзнакомиться с устройством и техническими характеристиками датчиковтехнологической информации, приобрести навыки подключения датчиков и оценки их погрешностей.2.7.2. Содержание работы1. Дома изучить назначение и технические характеристики датчиков технологической информации, схемы их подключения, а также основные узлы и возможности лабораторного комплекса.2. В лаборатории:– пройти тестирование по техническим характеристикам и способам подключения датчиков технологической информации;– для каждого изучаемого датчика экспериментально рассмотреть работу вдвух режимах: в режиме прохождения воздействующего элемента (ВЭ) мимо датчика и в режиме изменения расстояния между торцом датчика и ВЭ;– для каждого из рассмотренных режимов работы снять задаваемое преподавателем число раз включение/отключение датчика, фиксируя расстояние междудатчиком и ВЭ;– по результатам экспериментов определить среднее квадратическое отклонение случайной погрешности σ и гистерезис датчика;– экспериментально оценить как изменяется среднее квадратическое отклонение случайной погрешности σ и гистерезис с изменением исходного расстояниямежду датчиком и ВЭ;– для датчика с аналоговым выходом экспериментально снять и построитьноминальные статические характеристики при разных расстояниях между датчиком и ВЭ, рассчитать по ним наибольшее значение суммарной погрешности, оценить изменение гистерезиса с изменением расстояния между датчиком и ВЭ.2.7.3.
Общие технические характеристики исследуемых датчиковВ лабораторной работе используются следующие датчики:- бесконтактный емкостной конечный выключатель ВЕ Е5-31-Р-10-400-ИНДЗВ (рис.2.7.1а);- бесконтактный индуктивный конечный выключатель ВК Е4-31-Р-8-250ИНД-ЗВ (рис.2.7.1б);- бесконтактный оптический выключатель OV A43A-31P-150-LZ (рис.2.7.1в);- индуктивный преобразователь перемещения ИПП Е41-33-Р-8-А1(рис.2.7.1г).163Далее для удобства в описании будут использоваться краткие названия датчиков – ВЕ, ВК, OV и ИПП соответственно.Все изучаемые датчики технологической информации выпускаются научнопроизводственной фирмой «ТЕКО» (г.Челябинск).а)б)в)г)Рис.2.7.1.
Внешний вид и габаритные размеры выключателейХарактеристики указанных датчиков представлены в табл.2.7.1.ПараметрНапряжение питания, UРАБСобственный ток потребленияВыходное сопротивлениеТок нагрузки, IРАБПадение напряженияНоминальный зазор, SНОМРабочий зазор, SРАБЛинейная зона рабочего зазораНелинейностьГистерезисДопустимая освещённостьS = 0 ммВыходныенапряженияSЛИН = minSЛИН = maxSРАБ = maxМаксимальная скорость изменения напряжения на нагрузкеЧастота переключения, fmaxТемпературный режимЗащита схемыСветовая индикацияВЕВКOVЗначение параметра≤ 25 мА≥ 4,7 кОм400 мА≤ 2,5 В10 мм0…8 мм––3 – 15 %––––––≤ 300 Гц-25…+75ºСНетЕсть10 – 30 В постоянного тока≤ 25 мА≤ 25 мА≥ 4,7 кОм≥ 4,7 кОм250 мА250 мА≤ 1,5 В≤ 2,5 В8 мм150 мм0…6,4 мм–––––10 %––6000 Люкс––––––––––≤ 300 Гц25…+75ºСНетЕсть≤ 100 Гц-15…+65ºСЕстьЕстьТаблица 2.7.1ИПП≤ 25 мА≥ 4,7 кОм–≤ 1,5 В8 мм1,2…8 мм1,75…5,75 мм≤3%––≤ 1,5 В2,3 ± 0,3 В8,5 ± 0,3 В≥ 10 В2,5 В/мс–-15…+70ºСЕстьЕстьПримечания:1.
Исследуемый емкостной выключатель имеет встроенный потенциометрдля регулировки чувствительности. Для работы производится основная настройкана зазор 0,7…0,8 SНОМ.2. Для определения рабочего зазора емкостного выключателя необходимовоспользоваться табл.2.7.2, где приведены поправочные коэффициенты или164табл.2.7.3 и рис.2.7.2, по которым определяется величина диэлектрической проницаемости материала и далее по значению ε r – величина рабочего зазора.3. Рабочий зазор индуктивного выключателя зависит от металла, из которогоизготовлен объект воздействия.
Для определения SРАБ в табл.2.7.2 приведены поправочные коэффициенты для некоторых металлов.Таблица 2.7.2ВЕ Е5-31-Р-10-400-ИНД-ЗВВК Е4-31-Р-8-250-ИНД-ЗВМатериалСталь 40ЧугунНикельНерж. стальАлюминийЛатуньМедьМатериалБумагаВодаВоздухГетинаксДеревоКомпаундПоправочный коэффициент1,000,93…1,050,65…0,750,60…1,000,30…0,500,35…0,500,25…0,45εrМатериал2,38014,52…72,5МраморНефтьПарафинПесокПолиамидПВХМатериалМеталл, водаСтеклоДеревоМаслоεr82,22,23,752,9МатериалПолиэтиленРезинаСлюдаСмолыСпирт этиловыйСтеклоПоправочный коэффициент1,00,50,2…0,70,1εr2,32,563,625,85Таблица 2.7.3МатериалТалькТефлонФарфорЦеллулоидЭбонитЭлектрокартонεr1,624,4344Рис.2.7.2.
Зависимость рабочего зазораот диэлектрической проницаемости материалаДля оптического выключателя рабочий зазор определяется с использованиемпоправочного коэффициента (табл.2.7.4)Датчики ВЕ, ВК и OV имеют одинаковую схему подключения, которая приведена на рис.2.7.3.165Таблица 2.7.4OV A43A-31P-150-LZМатериалБумага белая матовая 200 г/м2Металл полированныйПенопласт, белыйТкань хлопчатобумажнаяПоливинилхлорид, серыйДерево необработанноеКартон чёрный, блестящийКартон чёрный, матовыйПоправочный коэффициент1,01,2…1,61,00,60,50,40,30,1Рис.2.7.3. Схема подключения датчиковИндуктивный преобразователь перемещения ИПП имеет аналоговый выход.Схема подключения представлена на рис.2.7.4а, а каталожная статическая характеристика преобразователя – на рис.2.7.4б,а)б)Рис.2.7.4. а) Схема подключения и б) Статическая характеристика ИПП UA=f(S)Принцип действия емкостного бесконтактного выключателя состоит в следующем. Чувствительная поверхность выключателя образуется двумя концентрически расположенными металлическими электродами.
Их поверхности А и В (см.рис.2.7.5) расположены в цепи обратной связи высокочастотного генератора, который настроен таким образом, что он не генерирует при отсутствии объекта детектирования. Если объект приближается к чувствительной поверхности датчика,то он попадает в электрическое поле перед поверхностями электродов и способ166ствует повышению ёмкости связи между пластинами А и В.
При этом амплитудагенератора начинает возрастать. Амплитуда колебаний регистрируется оценочнойсхемой и преобразуется в логический сигнал включения.Рис.2.7.5. Структура емкостного выключателяПринцип действия индуктивного бесконтактного выключателя также основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферромагнитного или аморфного магнитного материала определённых размеров.
При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющеесямагнитное поле (см. рис.2.7.6.), наводящее во внесённом материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется взависимости от расстояния между датчиком и контролируемым предметом.
Далеетриггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса.Рис.2.7.6. Структура индуктивного выключателяОптический бесконтактный выключатель – электронное устройство, котороеобнаруживает контролируемый объект, отражающий или прерывающий оптическое излучение, и имеет полупроводниковый или релейный коммутационныйэлемент.Выключатель, изучаемый в лабораторной работе, относится к D типу.
Этотдатчик состоит из излучателя и приёмника, установленных в одном корпусе. Лучизлучателя диффузионно отражается от контролируемого объекта и попадает вприёмник. Выключатель срабатывает при наличии контролируемого предмета взоне его действия.Индуктивный преобразователь перемещения ИПП – также электронное устройство, выходное напряжение которого изменяется с изменением положения ВЭотносительно торца преобразователя.1672.7.4. Выполнение лабораторной работыИсследуемые датчики могут использоваться в двух режимах:1) контроль прохождения ВЭ мимо датчика;2) контроль изменения расстояния между ВЭ и торцом датчика.Условно введём для разделения этих двух режимов воздействий соответственно термин «путевой режим» и «режим конечного выключателя» («торцевойрежим»).Для исследования датчика в путевом режиме, он устанавливается в верхнеемонтажное отверстие стойки датчиков (описание конструкции модуля ДТИ приведено в п.1.6.8, см.
рис.1.18). При этом исследуется воздействие на датчик «уса»ВЭ, то есть используется поворот воздействующего элемента. В режиме конечного выключателя датчик устанавливается в нижнее отверстие стойки и исследуетсяприближение/удаление круглой части ВЭ.В лаборатории при исследовании датчиков ВК и ВЕ необходимо выполнитьследующие эксперименты:1. В режиме торцевого выключателя плавным изменением положения ВЭпроизвести включение и отключение датчика (контролируется по состоянию светодиода). При наличии осциллографа зафиксировать переходный процесс включения и отключения датчика.
Произвести включение и отключение датчика заданное число раз (не менее 5), фиксируя по микрометру положение ВЭ.Для исключения влияния люфтов в передаче следует после отключения датчика ещё удалить ВЭ от него, чтобы в начале очередного цикла экспериментапроходить положение отключения в направлении движения к выключателю.По результатам измерений вычисляется среднее арифметическое значениерезультатов наблюдений по формулеnl CР =∑li =1i,nгде li – результат i-го наблюдения;n – число наблюдений.Определяются согласно ГОСТ 8.009-72 средние значения погрешности приизмерениях l со стороны меньших (больших) значений:n_∆м =∑∆i =1nмinn_∆б =∑∆=∑ (li =1− l ср )nnбiiм∑ (liб;− lср )=,nnгде liм (liб) – измеренные значения при изменении l со стороны меньших(больших) значений;i =1i =1__n – число опытов при определении ∆ м ( ∆ б ).Систематическая составляющая ∆ СИСТ погрешности определяется формулой168__∆ + ∆б∆ СИСТ = м.2Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешностиопределяется формулойnσ=_n_∑ (∆ мi − ∆ м ) 2 + ∑ (∆ бi − ∆ б ) 2i =1i =1.2n − 1Гистерезис датчика (дифференциал хода) Д, то есть расстояние между точками включения и отключения датчика, по результатам эксперимента определяется как разность между максимальным в серии опытов значением положения ВЭпри отключении выключателя lОТКЛ и минимальным значением положения ВЭ привключении датчика lВКЛ.Подключая к гнёздам выхода датчика цифровой индикатор модуля пультового оборудования, зафиксировать значение напряжения на выходе датчика при егоотключённом и включённом состояниях.2.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
