Mérési útmutató
Mérési útmutató
Mérési útmutató
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Erőmérő szenzor kalibrálása<br />
15.<br />
mérés<br />
MD SZ AK MŰ MÉ MT<br />
A mérés során<br />
gyakorolt<br />
ismeretek és<br />
módszerek<br />
A méréshez<br />
felhasznált<br />
eszközök<br />
A felkészülés<br />
kiemelt<br />
témakörei<br />
Elektronikus erőmérő rendszerek megismerése<br />
Nyúlásmérő szálas erőmérő cella használata<br />
Vivőfrekvenciás mérőhíd használatának gyakorlása<br />
SHINKOH típusú erőmérő cella (maximum 50 g)<br />
M1000 típusú vivőfrekvenciás mérőhíd<br />
Mechanikai erőmérők<br />
Univerzális állvány és súlysorozat csipesszel és serpenyővel<br />
1. Vivőfrekvenciás mérőhidak elve<br />
2. Elektromechanikus erőmérés elve<br />
3 .Negyed, fél és teljes hidak Uki/Ug függvényei kalibrálás érzékenységi<br />
küszöb, érzékenység meghatározása<br />
Szakirodalom Dr. Petrik O. : Finommechanika TK. 1974.<br />
A mérés során<br />
elvégzendő<br />
feladatok<br />
Méréshez<br />
szükséges<br />
eszközök<br />
1. Az erőmérő rendszer statikus kalibrálása laboratóriumi súlysorozattal<br />
2. A gyakorlat vezető által kiválasztott erőmérő/k/ hitelesítése a rendszer<br />
segítségével<br />
3. Diagram rajzolás és kiértékelés<br />
Toll, papír, számológép<br />
B M E<br />
Mechatronika, Optika és Műszertechnika<br />
Tanszék<br />
MÉRÉSI ÚTMUTATÓ
Mechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék<br />
Erőmérő cella<br />
ERŐMÉRŐ SZENZOR KALIBRÁLÁSA<br />
M15 / 2. oldal<br />
M15<br />
Az erő/feszültség passzív átalakítók a mérendő erő nagyságától függően eltérő mech. szerkezetűek A SHINKOH<br />
sorozat tagjai lg, 10g, 50g, 100g, 500g és 1000g felső méréshatárig, 1:1000 felbontással nagyjából azonos<br />
szerkezetűek. Elmozdulással arányos erőt mérnek, az ábrán látható elven. A mozgó tag lineáris rugómerevségű<br />
elemekkel van egyenesbe vezetve. Az átalakító lineáris karakterisztikájú, és hőmérséklettől független, mert 4 db<br />
aktív nyúlásmérő szál alkotja a mérőhidat. Ezek közül kettő nyúlik, kettő pedig rövidül. Az erőszakos tönkretétel<br />
ellen mechanikai határolás védi. Bemenete mechanikailag nagy impedanciájú.<br />
R 1,R 3<br />
R 2,R 4<br />
Nyomásmérő cella RFT 10029<br />
F<br />
1. ábra Kettős nyúlásmérő bélyeges erőmérő cella<br />
Passzív átalakító. A nyomás/feszültség átalakítás a pontossági igények figyelembe<br />
vételével más-más szerkezettel történik. Preciziós mérésekhez általában mérőhidas kapcsolást<br />
alkalmaznak. A membrános változatban a belső teret két részre osztják. Az elválasztó fal egy<br />
körkörösen befogott, 1
Mechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék<br />
ERŐMÉRŐ SZENZOR KALIBRÁLÁSA<br />
M15 / 3. oldal<br />
M15<br />
A mérési elrendezés, mint modell:<br />
A mérőhely olyan méréstechnikai munkahelyet modellez, ahol mechanikai preciziós<br />
erőmérőket vizsgálnak be /kalibrálnak/ sorozatban. A két erőmérés közül /mech. és<br />
elektromech./ az elektromech. elvü a pontosabb, - sőt, a villamos jel digitális leolvasására is<br />
mód van. Ez a szubjektív hibalehetőséget csökkenti. A vill. Erőmérőt hiteles, II. o.<br />
laborsúlysorozat segítségével kalibráljuk. Ez a súlysorozat már 2 nagyságrenddel pontosabb,<br />
mint a rugós erőmérő.<br />
A mérés menete:<br />
1. A súlyserpenyőt akassza ÓVATOSAN az erőmérő cella tapintórudjára. Nullázza a<br />
vívőfrekvenciás hidat. Ha a nyillal megjelölt gombok ÓVATOS forgatásával a digitális<br />
multiméteren nem tudna nulla /egy digit. Eltérés lehet/ alaphelyzetet beállítani, azonnal<br />
szóljon a gyak. Vezetőnek/ Ha kárt okoz, anyagi felelősség terheli. Legalább 10<br />
különböző súlyterheléssel /a súlyokat csak csipesszel teheti a serpenyőre/ vegye fel a<br />
kalibrációs görbét. A súlyerővel arányos villamos kimenőjelet a digit. Multiméteren<br />
olvashatja le. Az erőmérő max. terhelhetősége a serpenyővel együtt 50g. Mód van arra<br />
is, hogy a mérőhíd erősítését és a súlyterheléseket szinkronba hozzuk. /pl. 15 g<br />
súlyterhelésnél a digit. multiméter 1,50 V feszültséget jelezzen/. Ezt a beszabályzást<br />
csak a gyakorlat vezetővel együtt végezheti.<br />
2. A finommenetes orsóval közelítse a kiválasztott, és befogóban rögzített rugós erőmérőt<br />
az erőmérő cella tapintójához. A mech. rugós erőmérő bemérését legalább 2<br />
osztásonként végezze. Az eredményt célszerű grafikusan ábrázolni. Javasoljuk az alábbi<br />
módot: A vizsz. Tengelyen /független változó/ a rugós erőmérőn leolvasott értékeket, a<br />
függ. Tengelyen kettős osztásban a súlyterhelést illetve a villamos a feszültség értékeket.<br />
3. Magyarázza meg a kapott eredményt. Miből adódhat a linearitástól való eltérés.<br />
Vilamos feszültség [mV]<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Csak példa!<br />
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50<br />
Terhelés [g]<br />
U [mV]<br />
(Fcor) U[mV]
Mechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék<br />
ERŐMÉRŐ SZENZOR KALIBRÁLÁSA<br />
M15 / 4. oldal<br />
M15<br />
Az erőmérő cella 2 aktív mérő, és két hőmérsékletkompenzáló nyúlásmérő szálat<br />
tartalmaz, mint el. Mech. átalakítót. A szálak relatív hosszváltozása okozza azt az<br />
ellenállásváltozást, amely a mérőhíd kimenő feszültségének változásához vezet. A kimenő<br />
feszültség változása, itt nem részletezett módon jó eredménnyel lineárisnak mondható a<br />
mérési tartományban.<br />
A nyúlásmérőbélyeges mérőhíd kapcsolása. A híd az ohmos ellenállások miatt DC<br />
/egyenfesz./ táppal is működne, de a temikus nullponteltolódás a mérési eredményt<br />
meghamisítja.<br />
A vívőfrekvenciás elv lehetővé teszi a mérőjelek kiszajú erősítését és nullponteltolódásból<br />
eredő hiba kiküszöbölését. A fázisérzékeny demoduláció után kapott jeleket digitálvoltmérőn<br />
jelenítjük meg, így a leolvasásból eredő hibák csökkenthetők. Korszerű többkoordinátás<br />
mérőgépek, erőmérő, nyomatékmérő, nyomásmérő jeladók többsége a fent leírt elven<br />
működik. A mérési információk automatikus feldolgozását, kiértékelését és dokumentálását<br />
mikroprocesszor is irányíthatja.<br />
X BE () t<br />
1 2 3<br />
1 Modulátor<br />
2 Demodulátor<br />
3 Szűrő<br />
5 kHz (50 kHz)<br />
5. ábra A vívőfrekvenciás elv, fázisérzékeny demoduláció.<br />
U KI()<br />
t<br />
Digitális multiméter<br />
A mérőhíd fázisérzékeny egyenirányított kimenő jelét célszerűen DC /egyenfeszültségű<br />
állásban/ mérjük, mert a jel időbeli változását gyakorlatilag a kalibrálási lépésközök ideje<br />
határozza meg.<br />
Kérdések:<br />
1. Milyen elektromechanikus elveket ismer erőmérés céljáraű,<br />
2. A bemutatott mérési elrendezést véleménye szerint mire lehet az iparban alkalmazni?<br />
3. Milyen feladatok elvégzésére alkalmazna erőmérő cellát? /Legalább 5 eset/<br />
4. Vezesse le a félhíd egyenletét és adja meg az egyenletet. Uki=f/ΔR/<br />
5. Vizsgálja meg, hogy a mérőrendszerben milyen rendszeres és milyen véletlen hibák<br />
fordulnak elő, és mutassa meg, hogyan veszi ezeket figyelembe!<br />
6. Méréssel határozza meg az erőmérő rendszer kalibrációs görbéjét! Külön adatközlés<br />
nélkül hogyan határozza meg a súlyserpenyő tömegét? /Vigyázat! A serpenyőket<br />
mérésről-mérésre cseréljük!/<br />
7. Teljes méréstartományban több helyen határozza meg a mech. erőmérő /dinamométer/<br />
érzékenységét!<br />
8. Határozza meg a dinamométer érzékenységi küszöbét!<br />
9. Készítse el dinamométer kalibrációs görbéjét az elektronikus rendszer segítségével!
Change language