Испытания датчиков линейного положения

Лабораторная работа №2

« Испытания датчиков линейного положения»

Цель работы: - Определить характеристики Оптический бесконтактный выключатель ВБО-М18-76У-3111-С, Емкостный бесконтактный выключатель ВБЕ-Ц30-96У-2111-ЗА, Индуктивный бесконтактный выключатель ВБИ-Ц30-89У-2111-З.

- Исследовать характеристики датчика от свойств материала вводного объекта и его размеры.

Перечень аппаратуры :

Порядок выполнения работы:

1 Изучить блок испытания датчиков линейного положения

Цель экспериментов – определение характеристики различных датчиков линейного положения: оптического, индуктивного и емкостного бесконтактных выключателей, индуктивного аналогового датчика и резистивного датчика.

При испытаниях определяется характеристики датчиков: зависимость выходного сигнала от расстояния до воздействующего объекта. Исследуется зависимость характеристика датчика от свойств материала воздействующего объекта и его размера.

Блок испытания датчиков линейного положения (395)

При испытаниях датчиков линейного положения используется блок 395, позволяющий изменить и измерить положение воздействующего объекта относительно датчика (рисунок - 1).

рисунок - 1. Блок испытания датчиков линейного положения.

1 – датчик установленный в каретку вертикального перемещения;

2 – рукоятка вертикального перемещения;

3 – линейка вертикального перемещения. Отсчет производится по рисунку на корпусе датчика. Ось датчика совпадает с осью объекта воздействия (поз. 8) когда риска датчика указывает на деление 100 мм вертикальной линейки;

4 – каретка горизонтального перемещения;

5 – ручка горизонтального перемещения;

6 - линейка горизонтального перемещения. В положении 0 лицевая сторона объекта воздействия касается торца корпуса датчика.

7 – зажим;

8 – объект воздействия.

При испытании бесконтактный датчик устанавливают в каретку вертикального перемещения (1, рисунок - 1), а зажим с объектом воздействия в каретку горизонтального перемещения(7,8,4, рисунок - 1). Вращая рукоятку вертикального перемещения (2, рисунок - 1) устанавливают на корпусе датчика с лицевой стороны на отметку
100 мм вертикальной линейки (3, рисунок - 1). Закрепленный в зажиме объект воздействия (7 и 8, рисунок - 1) устанавливают в отверстия нижнего ряда каретки горизонтального перемещения (4, рисунок - 1). Вращением ручки горизонтального перемещения (5, рисунок - 1) добиваются, чтобы лицевая поверхность объекта воздействия касалась торца датчика. По горизонтальной линейке (6, рисунок - 1) отсчитывают смещение нуля горизонтальной шкалы. Величина смещения обычно составляет 0…3 мм. В дальнейшем, при измерении расстояния между датчиком и объектом воздействия полученное смещение вычитают из величины, измеренной по горизонтальной линейке.

Блок испытания датчиков линейного положения позволяет исследовать статическую пространственную характеристику датчика. Механизм горизонтального перемещения удаляет или приближает объект воздействия к датчику, а механизм вертикального перемещения смещает продольную ось датчика относительно оси объекта воздействия. Измеряя выходной сигнал датчика, строим его зависимость от расстояния до объекта воздействия и величины смещения продольных осей объекта и датчика.

2. Собрать электрическую схему соединения.

Лабораторная установка и электрическая схема соединений.

Испытываемый бесконтактный выключатель и закрепленный в зажиме объект воздействия устанавливаются в каретки вертикального и горизонтального перемещения блока испытания датчиков линейного положения (395) как показано на рисунок - 1.

Ручкой вертикального перемещения риска на корпусе выключателя устанавливается на отметку 100 мм вертикальной линейки. Ручкой горизонтального перемещения указатель зажима устанавливается на 0 горизонтальной линейки.

Бесконтактный выключатель подключается к источнику питания +24 В блока счетчика импульсов А2 (409). Напряжение на выходе бесконтактного выключателя измеряется мультиметром блока А3 (509.3). Общая для бесконтактных выключателей схема электрическая соединений приведена на рисунок - 2.

Рисунок - 2. Схема электрическая соединений при
испытании бесконтактных выключателей.

Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков счетчика импульсов А2 (409) и мультиметров А3 (509.3). Для измерения выходного напряжения бесконтактного выключателя можно использовать любой из мультиметров блока А3 (509.3). После включения питания цепь готова к работе.

3. Провести испытания бесконтактных выключателей согласно указаниям по проведению эксперимента.

Указания по проведению эксперимента.

• Убедитесь, что переключатели «Сеть» блоков, используемых в эксперименте, выключены.

• Установите бесконтактный выключатель в каретку вертикального перемещения блока испытания датчиков линейного положения (рисунок. 2.1). Ручкой вертикального перемещения установите риску на корпусе выключателя на отметку 100 мм вертикальной линейки.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений. Для подключения выхода датчика к мультиметру используйте щупы из комплекта мультиметра.

• Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

• Включите выключатель «СЕТЬ» блоков счетчика импульсов А2 и блока
  мультиметров А3. Внимание! Мультиметр MY65 (блок 509.3) неработоспособен, если он включен при нажатой кнопке «HOLD». Кнопку «HOLD» необходимо отжать.

• Определите, на какие объекты реагирует выключатель выбранного типа. Поочередно подносите объекты к торцу выключателя на расстояние 5..10 мм и наблюдайте за выходным сигналом выключателя. Оптический выключатель не работает при расстояниях до объекта воздействия менее 5 мм. Удаляйте объект от датчика и оцените расстояние, на котором происходит включение (выключение) датчика. В некоторых случаях это расстояние может превышать диапазон перемещений горизонтальной каретки. Если емкостный выключатель включен даже при отсутствии объекта воздействия (горит светодиод на корпусе датчика), необходимо уменьшить его чувствительность регулятором на заднем торце корпуса. Винт регулятора необходимо повернуть на несколько оборотов до погасания светодиода.

• Установите зажим с выбранным объектом воздействия в каретку горизонтального перемещения блока испытания датчиков линейного положения (рисунокунок. 2.1). Ручкой горизонтального перемещения подведите объект воздействия вплотную к торцу датчика и по горизонтальной линейке измерьте величину смещения нуля (обычно 0…3 мм). В дальнейшем полученное смещение нуля необходимо вычитать из отсчета расстояния по горизонтальной линейке.

• Ручкой горизонтального перемещения постепенно отодвигайте объект воздействия от бесконтактного выключателя и зафиксируйте расстояние, на котором произойдет переключение выходного напряжения. Обратите внимание, что, оптический бесконтактный выключатель отключен, когда объект находится на расстоянии менее 5 мм от датчика. С увеличением расстояния оптический выключатель включается и отключается лишь при увеличении расстояния до объекта. Для объекта белого цвета расстояние отключения может превысить 100 мм. Емкостный выключатель имеет на заднем торце корпуса регулятор чувствительности, позволяющий изменять расстояние включения/отключения выключателя.

• Повторите опыт при приближении объекта к датчику. Из-за гистерезиса характеристика выключателя расстояния его включения и отключения не совпадают.

• Повторите измерения предыдущих пунктов при смещении осей датчика и объекта воздействия. Поскольку характеристика датчика симметрична, достаточно выполнить измерения при отклонении датчика от оси объекта лишь в одну сторону.

• Результаты измерений занесите в таблицу и постройте на плоскости границы области включения и отключения выключателя.

• Повторите измерения для объектов других размеров и свойств.

4.Оформить отчет

Отчет должен содержать :

1 Цель работы

2 Перечень аппаратуры

3 Электрическую схему соединения

4 Таблицу и результаты измерения

5 Вывод.

Вопросы для самопроверки:

1 Принцип работы оптического датчика

2 Принцип работы индукционного датчика

3 Принцип работы емкостного датчика

Вывод:

Литература:

1.Шишмарев В. Ю. Ш657 Типовые элементы систем автоматического управления : Учебник для сред. проф. Образования / Владимир Юрьевич Шишмарев . – М.: Издательский центр «Академия » , 2004.

2.Келим Ю. М. К32 Типовые элементы систем автоматического управления. Учебное пособие для студентов учреждения среднего профессионального образования . – М.: ФОРУМ : ИНФРА – М, 2004.

3.Берекашвили . В.Ш. Б48 Электронная техника : Учеб. Пособие для студ. сред. проф. Образования / В.Ш. Берекашвили , А.К.Черепанов. - М.: Издательский центр « Академия »,2005.

4.Красногорцев.И.Л. Датчики технологических параметров . Руководство по выполнению базовых экспериментов. ДТП.002 РБЭ ( 940.1 ) / под. ред. П.Н. Сенигова. – Челябинск: ИПЦ «Учебная техника », 2008.