Mérési útmutató

canopus.mogi.bme.hu

Mérési útmutató

Erőmérő szenzor kalibrálása

15.

mérés

MD SZ AK MŰ MÉ MT

A mérés során

gyakorolt

ismeretek és

módszerek

A méréshez

felhasznált

eszközök

A felkészülés

kiemelt

témakörei

Elektronikus erőmérő rendszerek megismerése

Nyúlásmérő szálas erőmérő cella használata

Vivőfrekvenciás mérőhíd használatának gyakorlása

SHINKOH típusú erőmérő cella (maximum 50 g)

M1000 típusú vivőfrekvenciás mérőhíd

Mechanikai erőmérők

Univerzális állvány és súlysorozat csipesszel és serpenyővel

1. Vivőfrekvenciás mérőhidak elve

2. Elektromechanikus erőmérés elve

3 .Negyed, fél és teljes hidak Uki/Ug függvényei kalibrálás érzékenységi

küszöb, érzékenység meghatározása

Szakirodalom Dr. Petrik O. : Finommechanika TK. 1974.

A mérés során

elvégzendő

feladatok

Méréshez

szükséges

eszközök

1. Az erőmérő rendszer statikus kalibrálása laboratóriumi súlysorozattal

2. A gyakorlat vezető által kiválasztott erőmérő/k/ hitelesítése a rendszer

segítségével

3. Diagram rajzolás és kiértékelés

Toll, papír, számológép

B M E

Mechatronika, Optika és Műszertechnika

Tanszék

MÉRÉSI ÚTMUTATÓ


Mechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék

Erőmérő cella

ERŐMÉRŐ SZENZOR KALIBRÁLÁSA

M15 / 2. oldal

M15

Az erő/feszültség passzív átalakítók a mérendő erő nagyságától függően eltérő mech. szerkezetűek A SHINKOH

sorozat tagjai lg, 10g, 50g, 100g, 500g és 1000g felső méréshatárig, 1:1000 felbontással nagyjából azonos

szerkezetűek. Elmozdulással arányos erőt mérnek, az ábrán látható elven. A mozgó tag lineáris rugómerevségű

elemekkel van egyenesbe vezetve. Az átalakító lineáris karakterisztikájú, és hőmérséklettől független, mert 4 db

aktív nyúlásmérő szál alkotja a mérőhidat. Ezek közül kettő nyúlik, kettő pedig rövidül. Az erőszakos tönkretétel

ellen mechanikai határolás védi. Bemenete mechanikailag nagy impedanciájú.

R 1,R 3

R 2,R 4

Nyomásmérő cella RFT 10029

F

1. ábra Kettős nyúlásmérő bélyeges erőmérő cella

Passzív átalakító. A nyomás/feszültség átalakítás a pontossági igények figyelembe

vételével más-más szerkezettel történik. Preciziós mérésekhez általában mérőhidas kapcsolást

alkalmaznak. A membrános változatban a belső teret két részre osztják. Az elválasztó fal egy

körkörösen befogott, 1


Mechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék

ERŐMÉRŐ SZENZOR KALIBRÁLÁSA

M15 / 3. oldal

M15

A mérési elrendezés, mint modell:

A mérőhely olyan méréstechnikai munkahelyet modellez, ahol mechanikai preciziós

erőmérőket vizsgálnak be /kalibrálnak/ sorozatban. A két erőmérés közül /mech. és

elektromech./ az elektromech. elvü a pontosabb, - sőt, a villamos jel digitális leolvasására is

mód van. Ez a szubjektív hibalehetőséget csökkenti. A vill. Erőmérőt hiteles, II. o.

laborsúlysorozat segítségével kalibráljuk. Ez a súlysorozat már 2 nagyságrenddel pontosabb,

mint a rugós erőmérő.

A mérés menete:

1. A súlyserpenyőt akassza ÓVATOSAN az erőmérő cella tapintórudjára. Nullázza a

vívőfrekvenciás hidat. Ha a nyillal megjelölt gombok ÓVATOS forgatásával a digitális

multiméteren nem tudna nulla /egy digit. Eltérés lehet/ alaphelyzetet beállítani, azonnal

szóljon a gyak. Vezetőnek/ Ha kárt okoz, anyagi felelősség terheli. Legalább 10

különböző súlyterheléssel /a súlyokat csak csipesszel teheti a serpenyőre/ vegye fel a

kalibrációs görbét. A súlyerővel arányos villamos kimenőjelet a digit. Multiméteren

olvashatja le. Az erőmérő max. terhelhetősége a serpenyővel együtt 50g. Mód van arra

is, hogy a mérőhíd erősítését és a súlyterheléseket szinkronba hozzuk. /pl. 15 g

súlyterhelésnél a digit. multiméter 1,50 V feszültséget jelezzen/. Ezt a beszabályzást

csak a gyakorlat vezetővel együtt végezheti.

2. A finommenetes orsóval közelítse a kiválasztott, és befogóban rögzített rugós erőmérőt

az erőmérő cella tapintójához. A mech. rugós erőmérő bemérését legalább 2

osztásonként végezze. Az eredményt célszerű grafikusan ábrázolni. Javasoljuk az alábbi

módot: A vizsz. Tengelyen /független változó/ a rugós erőmérőn leolvasott értékeket, a

függ. Tengelyen kettős osztásban a súlyterhelést illetve a villamos a feszültség értékeket.

3. Magyarázza meg a kapott eredményt. Miből adódhat a linearitástól való eltérés.

Vilamos feszültség [mV]

1200

1000

800

600

400

200

0

Csak példa!

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Terhelés [g]

U [mV]

(Fcor) U[mV]


Mechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék

ERŐMÉRŐ SZENZOR KALIBRÁLÁSA

M15 / 4. oldal

M15

Az erőmérő cella 2 aktív mérő, és két hőmérsékletkompenzáló nyúlásmérő szálat

tartalmaz, mint el. Mech. átalakítót. A szálak relatív hosszváltozása okozza azt az

ellenállásváltozást, amely a mérőhíd kimenő feszültségének változásához vezet. A kimenő

feszültség változása, itt nem részletezett módon jó eredménnyel lineárisnak mondható a

mérési tartományban.

A nyúlásmérőbélyeges mérőhíd kapcsolása. A híd az ohmos ellenállások miatt DC

/egyenfesz./ táppal is működne, de a temikus nullponteltolódás a mérési eredményt

meghamisítja.

A vívőfrekvenciás elv lehetővé teszi a mérőjelek kiszajú erősítését és nullponteltolódásból

eredő hiba kiküszöbölését. A fázisérzékeny demoduláció után kapott jeleket digitálvoltmérőn

jelenítjük meg, így a leolvasásból eredő hibák csökkenthetők. Korszerű többkoordinátás

mérőgépek, erőmérő, nyomatékmérő, nyomásmérő jeladók többsége a fent leírt elven

működik. A mérési információk automatikus feldolgozását, kiértékelését és dokumentálását

mikroprocesszor is irányíthatja.

X BE () t

1 2 3

1 Modulátor

2 Demodulátor

3 Szűrő

5 kHz (50 kHz)

5. ábra A vívőfrekvenciás elv, fázisérzékeny demoduláció.

U KI()

t

Digitális multiméter

A mérőhíd fázisérzékeny egyenirányított kimenő jelét célszerűen DC /egyenfeszültségű

állásban/ mérjük, mert a jel időbeli változását gyakorlatilag a kalibrálási lépésközök ideje

határozza meg.

Kérdések:

1. Milyen elektromechanikus elveket ismer erőmérés céljáraű,

2. A bemutatott mérési elrendezést véleménye szerint mire lehet az iparban alkalmazni?

3. Milyen feladatok elvégzésére alkalmazna erőmérő cellát? /Legalább 5 eset/

4. Vezesse le a félhíd egyenletét és adja meg az egyenletet. Uki=f/ΔR/

5. Vizsgálja meg, hogy a mérőrendszerben milyen rendszeres és milyen véletlen hibák

fordulnak elő, és mutassa meg, hogyan veszi ezeket figyelembe!

6. Méréssel határozza meg az erőmérő rendszer kalibrációs görbéjét! Külön adatközlés

nélkül hogyan határozza meg a súlyserpenyő tömegét? /Vigyázat! A serpenyőket

mérésről-mérésre cseréljük!/

7. Teljes méréstartományban több helyen határozza meg a mech. erőmérő /dinamométer/

érzékenységét!

8. Határozza meg a dinamométer érzékenységi küszöbét!

9. Készítse el dinamométer kalibrációs görbéjét az elektronikus rendszer segítségével!

More magazines by this user
Similar magazines