masurarea-deplasarilor

Masurarea deplasarilor. Generalitati

In domeniulinstrumentatieielectrice se face o distinctie clara intre tehnicile de masurare analogice si cele digitale. Tehnicile analogice presupunmetode de afisare care indica continuu valoarea masurata. Tehnicile digitalepresupun ca marimea de masuratsa fie detectata si apoi codificatasiafisata numeric cu o rezolutie minima prestabilita.

Pentru masurarea diferitelor marimi de interes sunt necesari diferiti senzoripentru a asigura semnale analogice sau digitale. Natura semnalelor poate fi convertita din analogic In digital si inversprin intermediul convertoareloranalog-digitalsau digital-analog.Senzorii de deplasare si de unghisunt potriviti pentru masurareadistantelor, lungimilor, pozitiei si unghiului de rotatie. Versiunile analogice,utilizate preponderent,sunt senzori rezistivi pasivicu potentiometresau In combinatie cu traductoare bazate pe deformari mecanice. Pot, de asemenea, sa fie fabricati ca senzori inductivi.Pentru masuratori industriale ale deplasarilorsau ale unghiurilor, senzorii analogici sunt foarte des utilizatiIn pofida tendinteiactuale spre digitalizare. In industrietendinta este de cresterecontinua a utilizarii semnalelor digitale. Aceasta Inseamna ca, fie sistemul de masurare asigura, prin constructia sa intrinseca, acest tip de semnale, fie sistemulde masurare cuprinde un convertor analog-digital.Grupul senzorilor analogici, incluzand potentiometrele sinus-cosinus, continuasajoace un rol crucial alaturi de metodele pur digitale, deoarecedigitalizarea semnalelor este foarte simpla. Metodele opto-electronices-au raspanditdatorita lipsei componentelor de uzura, lipsei de contact mecanic si susceptibilitatii reduse la perturbatii electrice. Exista versiuniIn care luminatrece princomponenta (transmisie) sau altele In carelumina este reflectata(reflexie). Acestea sunt aplicate ambelor tipuri de senzori, incrementali si absoluti. Principiul senzorilor inductivi

Uzual, senzorii inductivi sunt constituiti dintr-una sau mai multe bobinecu inductanta variabila. Principul senzoruluiconsta In modificarea inductantei bobinei(lor), prin intermediul marimii care trebuie masurata(distanta sau deplasarea). Modificareainductantei poate fievaluata cu ajutorul unei punti de masura corespunzatoare.Masurarea inductiva a deplasarilor: Aducerea la zero a puntii

Urmatorul experiment Incepe prin setarea punctului de echilibru (zero)al puntiide masurare astfel incat sa corespunda cu pozitia mediana a miezului bobinelor. Tensiunea de intrarela bornele puntii este aplicata prin intermediul instrumentului virtual Generator de functii,iar iesirea este masurata cu instrumentul virtualOsciloscop. Urmatoarea figura prezinta schema de masurare.

Sunt setati urmatorii parametrii:Setarile generatorului de functiiAmplitudine

1:1, 100 %

Frecventa

5 kHz

Forma semnalului

Sinus

Setarile osciloscopuluiCanal A

100 mV / div

Canal B

Off

Baza de timp

50 s / div

Mod

X/T, c.c.

Trigger

A

Se deplaseaza miezul bobinelor In pozitia centrala(adica la diviziunea20 a scalei gradate) si se regleaza potentiometrulpentru a setapunctul dezero (a echilibra)al puntii, adica amplitudinea tensiunii pe diagonala puntii sa atinga valoarea sa minima.Care sunt amplitudinea si frecventatensiunii puntii, dupa echilibrare?Amplitudinea tensiunii puntii este aproximativ 0 mV.Frecventatensiunii puntii este aproximativ 5 kHz.Parametrii amplificatorului diferentialPrezentul experiment investigheazafunctionarea amplificatorului diferential. Se extind setarile instrumentelor virtuale din experimentul anterior, astfel Incat canalul B al osciloscopuluisa monitorizezeiesirea amplificatorului diferential.

Setarile osciloscopului sunt modificate dupa cum urmeaza:

Setarile osciloscopului

Canal A5 V / div

Canal B2 V / div

Baza de timp50 s / div

ModX/T, c.c.

TriggerA

Se deplaseaza miezul magnetical bobinelorla limita lui inferioara si cea posterioara (adica la diviziunea0 a scalei). Care este unghiul de defazaj dintretensiunea puntiisi tensiunea de iesire a amplificatorului diferential? Cele doua tensiuni sunt in faza. Cele doua tensiuni sunt defazatecu 180. Cele doua tensiuni sunt defazatecu 90.

Partea inferioar a machetei

Partea superioar a machetei

Care este factorul de amplificare al amplificatorului diferential? Factorul de amplificare este 1.Partea inferioar a machetei

Masurarea inductiva a deplasarilor: Calibrarea generatorului de tact

Primulpas ce trebuie realizat In acest experimenteste setarea fazei generatorului de impulsuri. Tensiunea de intrare a puntiieste reglata prin intermediul instrumentului virtual Generator de functii, iar tensiunea de iesire este monitorizata cu instrumentul virtual Osciloscop.

Am setat urmatorii parametrii:

Setarile generatorului de functiiAmplitudine

1:1, 100 %

Frecventa

5 kHz

Forma semnalului

Sinus


5 V / div

Canal B

5 V / div

Baza de timp

50 s / div

Mod

X/T, c.c.

Trigger

A

Potentiometruldereglare afazei generatorului de impulsuri este adus in pozitia in careimpulsurile apar exact in momentul maximului tensiunii de alimentare. Miezul magnetic al bobinelor trebuie sa fie in pozitia limita superioara. Se deplaseaza miezul magnetical bobinelorla limita lui inferioara (adica la diviziunea0 a scalei) si superioara (adica la diviziunea40 a scalei).

Masurarea inductiva a deplasarilor: Caracteristica senzorului

Acest experiment investigheaza caracteristica staticaa senzorului inductiv de deplasare. Miezul magnetic al bobinelor trebuie sa fie, initial, In pozitialimita inferioara, dupa care va fi deplasat spre pozitia limita superioara, masurandtensiunea de iesireuOut, cu ajutorul circuitului de masurare, pentru fiecare pozitie x. Tensiunea de intrare la bornele puntii este aplicata prin intermediul instrumentului virtual Generator de functii, iar iesirea este masurata cu instrumentul virtual Voltmetrul A. Setarea urmatorilor parametrii:

Setarile generatorului de functiiAmplitudine

1:1, 100 %

Frecventa

5 kHz

Forma semnalului

Sinus

Setarile voltmetrului ADomeniu de masurare

5 V c.c.

Mod de operare

P

Aduceti miezul magnetic In pozitia limita inferioara si masurati tensiuneade iesire corespunzatoareuOut. Am mutat miezul Inspre limita superioara,In pasi de2.5 diviziuni ale scaleigradate si am masurat, de fiecare data, tensiunea corespunzatoare deplasarii realizate.Principiul senzorilor capacitivi

Senzorii capacitivi suntcondensatoriavand capacitatea variabila.

Principiul senzorului este bazat pemasurarea, prin intermediul unui circuit corespunzator, a modificarile pe care le cauzeaza marimea neelectrica de masuratIn valoarea capacitatii condensatorului. Modificarea capacitatii poate fi, conform relatiei anterioare, realizata prin modificarea ariei efective a armaturilor, a distantei dintre acestea sau a dielectricului dintre armaturi (permitivitatea).Masurarea capacitiva a deplasarilor: Aducerea la zero a puntii

Urmatorul experimentinvestigheaza functionarea unui senzor capacitiv de deplasare. Punctul de zero al senzoruluisi amplificatorul trebuie calibrate, astfel Incat tensiunea de iesire a senzorului sa fie In domeniul0 - 10 V.

Sunt setati urmatorii parametrii:


200 mV / div

Canal B

Off

Baza de timp

20 s / div

Mod

X/T, c.c.

Trigger

A


Cum influenteaza pozitia senzorului de deplasare,frecventa circuitului oscilator?

Odata cu deplasarea armaturii condensatorului catremarcajul 60, frecventa circuitului oscilatorcreste.Partea inferioar a machetei

Sunt setati urmatorii parametri:

Setarile voltmetrului BDomeniu de masurare

20 V c.c.

Mod de operare

AV


Care este forma caracteristicii obtinutesi cum poate fi explicata?

Caracteristica este neliniara.

Frecventa circuitului oscilator esteinvers proportionala cu capacitatea efectiva a condensatorului.


Masurarea capacitiva a deplasarilor: Caracteristica senzorului

Experimentul studiaza caracteristica statica a senzorului capacitiv. Armatura mobila a condesatorului va fi deplasata, In pasi, plecand de la valoarea limita inferioara la cea superioara.

Sunt setati urmatorii parametrii:

Setarile voltmetrului ADomeniu de masurare

10 V c.c.

Mod de operare

AV

Se deplaseaza armatura condensatoruluila limita inferioara si masuratitensiunea corespunzatoare de iesireuOut. Care este forma caracteristicii obtinutesi cum poate fi explicata?

Caracteristica este neliniara, deoarecesemnalul de iesire al convertorului frecventa/tensiuneeste proportional cu frecventa circuitului oscilator.



_1134431323.bin

masurarea-deplasarilor

Documents