Automaatika andurid (0)

SISUKORD
SISSEJUHATUS 3
1. ANDURID 4
1.1. Induktiivandur 6
1.2. Magnetväljaandur 9
1.3. Optoelektroonilised andurid 13
1.4. Mahtuvusandur 17
2. MITTEELEKTRILISTE SUURUSTE MÕÕTMINE 20
2.1. Temperatuur 20
2.1.1. Termopaar 20
2.1.2. Takistustermomeetrid 21
2.1.3. Termistor 22
2.1.4. NTC termistor 23
2.1.5. PTC termistor 25
2.1.6. KTY andur 27
2.2. Rõhk 29
2.3. Jõud ning pöördemoment 31
KOKKUVÕTE 33
KASUTATUD MATERJALID 34
SISSEJUHATUS
Käesolev aruanne annab ülevaate õppeaines „ Automaatjuhtimine ” sooritatud labori-töödest. Lisaks katsete tulemustel kinnitust leidnud teoreetilistele teadmistele on aru-andesse lisatud täiendavaid materjale VIKO keskkonnast ning mujalt allikatest.
3
1. ANDURID
Tootmisprotsesside automatiseerimisel on nii automaatkontrolli, automaatjuhtimise kui ka automaatreguleerimise ülesannete lahendamisel üheks olulisemaks problee-miks informatsiooni saamine kontrollitava suuruse kohta. Selleks kasutatavaid auto-maatikaelemente nimetatakse anduriteks.
Andur on seade, mis muundab mõõdetava füüsikalise suuruse (näiteks rõhu, kiiruse vms) teiseks suuruseks (signaaliks), mida on parem võimendada, mõõta, edastada või töödelda.
Anduritelt saadavad analoog -/digitaalsignaalid iseloomustavad tegelikku protsessi olekut suletud automaatreguleerimissüsteemides, mida juhib tööstuslik loogika -kontroller (PLC ingl). Seega omavad andurid igas automatiseeritud protsessi juhtimises info varustajana olulist rolli.
Esitatud väljavõte andurite kohta on pärit Lucas -Nülle tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
4
Andurid jagunevad oma ühendusviisilt kahejuhtmelisteks ning kolmejuhtmelisteks. Kahejuhtmelised andurid lülitatakse koormusega (elektromagnetilisereleega) jadami-si. Seepärast mõjutab neid lahutatud olekus jääkvool (residual current ingl) ning su-letud olekus pingelang ( voltage drop ingl). Kolmejuhtmelistel anduritel on peale kahe toitejuhtme veel kolmas väljundjuhe, kuhu ühendatakse koormuse üks klemm (koor-muse teine klemm ühendatakse toiteallikaga).
Erinevatel anduritel võivad olla erinevad väljundsignaalid – NO või NC kontaktid, või mõlemad. Seda asjaolu iseloomustab hästi alljärgnev väljavõte Tõnu Lehtla (1996) raamatust „Andurid”.
Anduritelt saadava väärinformatsiooni saamise põhjuseid võib olla mitmeid. Kindlasti mängib rolli anduri asend, kus peab arvestama anduri tundlikkuse ulatusega. Kui andur väljastab analoogsignaali, võib olla vea põhjus hoopis analoogväärtuse arvu-tustes juhtprogrammis. Vastav lõik tarkvarakeskkonnast on esitatud järgmisel lehe-küljel.
5
1.1. Induktiivandur
Esimene andur millega katseid sooritati, on induktiivandur. Esmalt on kirjeldatud induktiivse lähedusanduri tööpõhimõtet.
Induktiivse lähedusanduri tajur põhineb kõrgsagedusgeneraatoril ehk ostsillaatoril, mille töö sõltub tuvastatava objekti kaugusest. Generaatori mähised moodustavad ta- juri tundliku osa, mille lähedal tekitatakse magnetväli.
Kui metallist (elektrit juhtiv) objekt satub anduri mähiste magnetvälja mõjupiirkonda, siis selles indutseeritud voolud tekitavad generaatorile lisakoormuse, mida on võimalik mõõta. Lisakoormuse tõttu võib võnkumiste genereerimine katkeda ning rakendub signaalimuunduri juhtlülitus (relee- või loogikalülitus). Vastavalt vajadusele väljastatakse kas loogiline "0" või loogiline "1" signaal, mis vastavad normaalselt la-hutatud (N/O) või normaalselt suletud (N/C) kontaktidele.
Induktiivanduri magnetvälja iseloomustav joonis asub järgmisel leheküljel.
6
Eelnenud info pärineb Automaatika mõõtmiste e-kursuselt.
Induktiivandurite eeliseks on vastupidavus ja usaldusväärsus , mille põhjuseks on nende suletud disain ja liikuvate osade puudumine. Induktiivandurit valides tuleb arvestada, kuidas teda hakatakse kasutama. Neid toodetakse erinevate tajumisula-tustega. Tuleb arvestada, kas andur peab tajuma lineaarselt või radiaalselt lähenevat objekti. Alati tuleb kasuks põhjalikult tutvuda anduri andmelehega.
Samuti tuleb arvesse võtta reduktsioonifaktorit, mis oleneb materjalist. Induktiivanduri tööd (lülituskaugusele) mõjutab ka objekti materjal. Mida suurem on materjali voolu- läbivus , seda suurem on anduri lülituskaugus. Teemakohane väljavõte tarkvarakesk- konnast on toodud alljärgnevalt.
Induktiivanduri lülituskaugus oleneb mitte üksnes materjali liigist, vaid ka tuvastatava objekti suurusest – mida väiksem objekt, seda väiksem lülituskaugus.
7
Järgnevalt sooritati eksperiment , kus erinevatest materjalidest kalibreerimisplaate asetati induktiivandurist ~3 mm kaugusele. Materjalid, mille tulemusel induktiivandur edastas signaali, olid: vask, püsimagnet , roostevaba teras, alumiinium ja teras. Tule- musi iseloomustab ka allolev väljavõte.
Lisaks sooritati katseid erinevate materjalidega leidmaks anduri objekti tuvastamise võime piire . Saadud tulemuste põhjal leiti kõigi elementide reduktsioonitegurid, mis olid sarnased teoreetilises pooles esitatud andmetele. Reduktsiooniteguri leidmisel võeti aluseks terase (ST37) lülituskaugus, millega jagati avaldatava materjali lüli-tuskaugus.
8
Kokkuvõtvalt: induktiivse lähedusanduriga on võimalik tuvastada ainult metallobjekte, mille kaugust ei ole võimalik määrata, kuna andur väljastab ainult digitaalsignaale.
1.2. Magnetväljaandur
Magnetväljaandur reageerib magnetväljale. Alljärgnevalt on esitatud vastav väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
9
Magnetväljaandureid leidub erinevate tööpõhimõtetega. Alljärgnevalt on esitatud neist peamised.
Joonisel esimesena kujutatu kirjeldab Halli tajuri tööpõhimõtet. Halli tajuri töö põhineb Halli efektil, mis seisneb elektrivälja tekkimises magnetväljas asetsevas vooluga ju-his.
Teisena kujutatud tööpõhimõte tugineb magnettakistuse omadusele. Magnettakistus on materjali omadus muuta oma elektrilist takistust väikse magnetvälja rakendamisel.
Kõige lihtsamat tüüpi magnetväljaandur põhineb aga induktisoonil: mähises tekib indutseeritud pinge kui magnetvälja tugevus kasvab. Illustreeriv joonis asub järgmisel leheküljel.
10
Järgnevalt sooritati eksperiment, kus erinevatest materjalidest kalibreerimisplaate asetati magnetväljaandurist ~3 mm kaugusele. Ainus materjal, mille tulemusel mag-netvälja andur edastas signaali, oli püsimagnet. Tulemusi iseloomustab ka allolev väljavõte.
Samuti tehti kindlaks magnetvälja anduri sisselülitumis- ning väljalülitusmishetked. Tulemused (mm) on esitatud alljärgneval joonisel.
11
Järgnevalt sooritati eksperiment, kus püsimagneti ning anduri vahele asetati erine-vatest materjalidest kalibreerimisplaate. Eksperimendi olemust iseloomustab allolev joonis.
Selgus, et ainult terasest kalibreerimisplaadiga oli võimalik mõjutada katsetulemust. Teiste materjalide korral anduri väljundsignaal ei muutunud. Katse tulemusi iseloo-mustab ka allolev joonis.
Kokkuvõtvalt: magnetvälja andur reageerib ainult magnetväljale, terasest materjaliga on võimalik magnetvälja varjata anduri eest, anduri hüsterees sõltub otseselt magneti magnetvälja tugevusest. Magnetvälja andur tajub magnetvälja ka läbi teiste materja- lide , mis ei ole ferromagneetilised.
Kuvatõmmis kokkuvõtvast testist on esitatud järgmisel leheküljel.
12
1.3. Optoelektroonilised andurid
Optoelektroonika (kreeka keeles optos 'nähtav') on elektroonika haru, mis hõlmab valguskiirguse ja elektrivoolu vastastikuse muundamisega seotud nähtusi ning nen-del nähtustel põhinevaid optoelektronseadiseid. Niisuguste seadiste talitluses osale-vad peale elektronide ka optilise kiirguse, sealhulgas nähtava valguse kvandid – footonid .
Informatsiooni töötlemiseks, edastamiseks ja kuvamiseks ning energia muun-damiseks kasutatavate optoelektronseadiste põhiliigid on järgmised:

• optoelektroonilised kiirgusallikad ‒ pooljuhtseadised, mis muundavad elektri-energiat optiliseks kiirguseks, kusjuures kiirgusspekter võib olla nähtava või ka nähtamatu (infrapunase või ultravioletse) valguse alas ; seesugused kiirgurid on valgusdiood ja laserdiood;
  

• optoelektroonilised kiirgusvastuvõtjad ‒ pooljuhtseadised, mille elektrilisi omadusi mõjutab optiline kiirgus, näiteks fototakisti, fotodiood , fototransistor; kiirgusvastuvõtjate hulka kuulub ka mikrokiibina teostatud CCD- sensor .
  

13
Niisugust optoelektronseadist, mis koosneb kiirgusallikast ja sellega optiliselt si-
destatud kiirgusvastuvõtjast, nimetatakse optroniks ehk optiliseks paariks [5].
Optilisi paare kasutatakse väga laialdaselt erinevate probleemide lahendamiseks.
Kiirgusallikana võidakse kasutada LED elemente või infrapuna dioode. Alljärgnevalt on esitatud vastav väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
14
Kiirgusvastuvõtjana võib kasutada näiteks fotodioodi või fototransistorit. Järgnevalt on esitatud sellekohane väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
Järgnevalt sooritati eksperiment, kus erinevatest materjalidest kalibreerimisplaate asetati optoandurist ~40 mm kaugusele. Andur edastas signaali iga kalibreerimis -plaadi korral. Tulemusi iseloomustab ka allolev väljavõte.
15
Katsetes kasutatav andur tuvastas praktiliselt kõiki materjale. Raskusi võib tekkida musta või mustadena tunduvate materjalidega. Optoelektrooniliste lähedusandurite-ga on võimalik tuvastada objekte märkimisväärselt kaugemalt kui näiteks induktiiv-või mahtuvusanduriga. Alljärgnevalt on esitatud kokkuvõtvad testi küsimused.
Järgmisena võeti kasutusele teine, fiiberoptiline lähedusandur, millele samuti näidati erinevatest materjalidest detaile ~20 mm kauguselt. Tulemusi iseloomustab allolev väljavõte.
16
Sooritati katsed leidmaks anduri sisselülitamise ning väljalülitamise piirväärtuseid. Ilmnes , et hüsterees on suurim metallist materjalide puhul.
1.4. Mahtuvusandur
Mahtuvusandurid reageerivad ükskõik mis materja-list objekti lähendamisel. Mahtuvusanduri konden- saatori plaadid võimaldavad tunnistada dielektrilisi tingimusi selle anduri pea vahetus läheduses. Sõltu-valt tunnistatava objekti ja anduri vahelisest kaugu-sest, muutub mõõtetsoonis mahtuvus .
Mahtuvus sõltub mitte ainult objekti kaugusest vaid ka objekti materjali dielektrilisest läbitavusest ja objekti kujust.
Objekti lähenemisel andurile, suureneb mahtuvus. Kui etteantud läviväärtus on saavutatud, käivitatakse transistoril ostsillaator, mille abil sisseehitatud elektroonika genereerib muutuvat voolu anduri väl-jundis analoogsignaalina või binaarse pingena.
Mahtuvusandureid valmistatakse kas sünteetilisest materjalist või metallist korpuses, kaetuna epoksiidkompaundiga.
Järgmisel leheküljel on esitatud vastav väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
17
Järgnevalt sooritati eksperiment, kus erinevatest materjalidest kalibreerimisplaate astetati mahtuvusandurist ~5 mm kaugusele. Tulemusi kajastab allolev väljavõte.
18
Lõpuks sooritati teadmiste test, mille kohta on esitatud väljavõte alljärgnevalt.
19
2. MITTEELEKTRILISTE SUURUSTE MÕÕTMINE
Mitteelektrilistest suurustest oleneb väga palju elektrilisi suurusi. Seega on võimalik mõõta elektrilist suurust, mis on sõltuv mitteelektrilisest suurusest ehk muundada mitteelektriline suurus elektriliseks .
Elementi, mis on ettenähtud mitteelektriliste suuruste muundamiseks elektriliseks, nimetatakse anduriks. Andur koosneb tajurist, mõõtelülitusest ja normeerivast sig-naalmuundurist. Tavaliselt toimub andurites signaalide muundamine kahes etapis. Tajurid , mida nimetatakse ka primaarmuunduriks, muudavad signaali liiki, näiteks mehaanilist suurust elektriliseks. Sekundaarmuundurid viivad muundatud signaali standardsele kujule . Nad kujutavad endast erinevaid seadmeid nagu näiteks või-mendeid, analoog-digitaalmuundureid, digitaal -analoogmuundureid jms.
Andurid jagunevad parameetrilisteks ja generaatoranduriteks. Parameetrilised andu-rid muundavad mõõdetavat mitteelektrilist suurust anduri mingiks parameetriks – ta-kistus, induktiivsus või mahtuvus, mille mõõtmiseks on vaja toiteallikat. Gene-raatorandurites muundatakse mõõdetav mitteelektriline suurus elektromotoorjõuks [6].
2.1. Temperatuur
Temperatuur on kõige laiemini mõõdetav ja reguleeritav tehnoloogilise protsessi muutuja . Temperatuuri mõõtmist ei tule ette mitte üksnes tööstuses. Temperatuur mõ-jutab kõiki meie elu külgi nii kodus kui ka tööl. Temperatuur on üks kolmest termodü-naamilise keha termilisest olekuparameetrist.
Temperatuur iseloomustab keha kuumenemise astet, temperatuur määrab soojusvoo suuna. Soojusvoog on alati suunatud kõrgema temperatuuriga kehalt madalama tem-peratuuriga kehale [7].
2.1.1. Termopaar
Termoelektrilise termomeetri moodustab termopaar koos termoelektromotoorjõu mõõteriistaga – potentsiomeetri või millivoltmeetriga. Kahest erisugusest elektrijuhist koosnevas kinnises ahelas tekib elektrivool, kui ühenduskohtade temperatuurid eri-
20
nevad. Vool tekibki termoelektrimotoorjõu mõjul.
Termopaare valmistatakse metallidest, nende sulamitest (levinumad põhikom-ponendid Fe, Cu, Ni, Pt), metallkeraamilistest ja pooljuhtmaterjalidest trivool, kui ühenduskohtade temperatuurid erinevad.
Termopaaride ühendused : 1 – Mõõteriist; 2,3 – termoelektroodid; 4 – ühendusjuht-med; T1, T2 – „külm ja soe" termopaari ühendused.
2.1.2. Takistustermomeetrid
Takistustermomeetride töö põhineb metallide ja pooljuhtide elektrilise takistuse muutumisel sõltuvalt temperatuurist. Takistuse ja temperatuuri vaheline sõltuvus R=f(T) on paljude materjalide korral stabiilne ning suures ulatuses lineaarne. Kuna takistuse muutumist on võimalik lihtsalt muundada pinge või voolu muutumiseks, on termotakistustajurid suhteliselt lihtsa ehitusega. Takistustermomeetritega saab mõõta temperatuuri alates absoluutse nulli lähedalt kuni +1000 °C ja enam, täpsusega 0,001 °C.
Kasutatakse takistuse suure temperatuuriteguriga materjale, milleks sobivad enam mõningad puhtad metallid, mis on keemiliselt inertsed kogu mõõdetavas temperatuu-rivahemikus. Metalli oksüdeerumine põhjustab takistuse suurenemise ning rikub anduri gradueeringu. Kõige sobivamad on materjalid, mille takistuse temperatuurite-gur sõltub temperatuurist lineaarselt – plaatina , vask, nikkel ja raud. Kõige enam sobib neist omakorda plaatina, mis on keemiliselt inertne ning millel on lineaarne tun-nusjoon.
21
Plaatina korral mõõdetav temperatuur on kuni 1200 °C (kõrgemal temperatuuril algab metalli aurustumine).
Vask on termotakistustajuris kasutatav kuni 180 °C (kõrgematel temperatuuridel vask oksüdeerib väga kiiresti ning tal on vähene keemiline vastupidavus agressiivsele keskkonnale. Vase eeliseks on hea töödeldavus, odavus ning kättesaadavus.
Niklil on suur takistuse temperatuuritegur α = 0,0064, alates temperatuurist +370 °C toimuvad niklis struktuursed muutused, mistõttu taksituse temperatuurisõltuvus on oluliselt mittelineaarne.
Raua (terase) takistuse temperatuuritegur on samuti suur, α = 0,0065 ning sõltub vähesel määral lisanditest. Nii raua kui ka terase peamiseks puuduseks tuleb lugeda keemilist aktiivsust, sest temperatuuridel üle 100 °C korrodeerub raud väga kiiresti [7].
2.1.3. Termistor
Termistor ehk termotakisti on termoelektriline pooljuhtseadis, mille ta-kistus sõltub tugevalt ja mittelineaarselt temperatuurist.
Seega on termistoril suur takistuse temperatuuritegur. Seda tegurit väljendab ta-kistuse suhteline muutus protsentides 1-kraadise temperatuurimuutuse kohta.
Olenevalt valmistamiseks kasutatud materjalidest võib see tegur olla positiivne (lü- hend PTC ing k positive temperature coefficient) või negatiivne (NTC negative tem-perature coefficient). Positiivse temperatuuriteguriga termistoride ehk PTC-termistori takistus temperatuuri tõustes kasvab (vooluahelasse ühendatud termistori läbiv vool vastavalt väheneb). NTC-termistoride takistus soojenemisel väheneb. Tem-peratuuriteguri absoluutväärtus on PTC-termistoridel enamasti kuni 30 %/K, NTC-ter-mistoridel ehk NTC-termistoridel 2 …10 %/K.
22
2.1.4. NTC termistor
Esimese katsena uuriti negatiivse temperatuuriteguriga termistori. Alljärgnevalt on esitatud vastava teema sissejuhatuse väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
Katse eesmärgiks oli talletada NTC termistori tunnusjoon , mida tehti alljärgnevalt esitatud juhistele.
23
Tulemustest selgus, et tekkinud tunnusjoon on praktiliselt lineaarne ehk temperatuuri tõustes tõuseb lineaarselt ka materjali takistus.
Alljärgnevalt on esitatud testi tulemused.
24
2.1.5. PTC termistor
Teise katsena uuriti positiivse temperatuuriteguriga termistori. Alljärgnevalt on esita-tud tunnusjoon raua ning plaatina takistuse sõltuvus temperatuurist.
PTC termistori ehitust iseloomustab alljärgnev väljavõte tarkvarakeskkonnast L@B- soft .
Samuti on esitatud väljavõte esinevate mõõtmisvigade kohta.
25
Järgnevalt on esitatud väljavõtted erinevatest termistori kasutus-/ühendusviisidest.
26
Väljavõttes esitatud ühendusskeemide põhjal viidi läbi eksperimendid katsestendil, mis kinnitasid teooriat.
2.1.6. KTY andur
KTY andur on PTC termistor, mis on tehtud ränist. KTY andureid kasutatakse peami-selt õhu, gaasi ning vedeliku temperatuuri mõõtmiseks vahemikus -50ºC kuni 150ºC. Antud andurit iseloomustab:

• täpsus ja töökindlus
  

• kiire reaktsiooniaeg
  

• praktiliselt lineaarne tunnusjoon
  

• pikaajaline stabiilsus
  

27
Alljärgnevalt on esitatud väljavõte KTY anduri kohta tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
28
2.2. Rõhk
Elektrilistes rõhumõõteriistades muundavad rõhuandurid rõhu elektriliseks signaaliks. Selliseid manomeetreid kasutatakse kiiresti muutuva rõhu mõõtmiseks tööstusauto-maatika seadmetes .
Tensotajuritega elektriliste manomeetrite tööpõhimõtte seisneb selles, et rõhu mõjul deformeerub membraan koos sellesse paigaldatud tensotakistitega.
Mahtuvuslikus rõhuanduris põhjustab tundliku membraani deformeerimine konden-saatori mahtuvuse muutumise.
29
Induktiivrõhuanduris tekitab rõhk elektromagnetsüsteemi induktiivsuse muutumise (rõhu mõjul muutub õhupilu suurus).
Piesoelektrilistes andurites tekitab mehaaniline surve kristallis elektrilaengu.
30
2.3. Jõud ning pöördemoment
Enimkasutatavad jõu- ja mehaanilise pinge andurite tüübid on järgmised:

• tensoandurid;
  

• piesoelektrilised andurid;
  

• magnetoelastsed andurid.
  

Tensoandurid on kas elektrijuht - või pooljuhtmuundurid. Nende talitlus põhineb veni -tusefektile.
Venitusefekt on anduri aktiivtakistuse muutus selle geomeetrilise suuruse ja vastupa-nu muutuse tõttu elastsel mehaanilisel deformatsioonil. Sel viisil saadud muutust iseloomustavad suhteliselt väikesed väärtused.
Piesoelektrilised andurid
Nende andurite töö põhineb piesoelektrilisele efektile, mis esineb mõnedes dielektri-listes materjalides. Kui sellisest materjalist lõigatud plaati mehaaniliselt koormata, see polariseerub ja tema pinnal tekivad rakendatud jõuga võrdelised elektrilaengud. Koormuse eemaldamisel polarisatsioon ja laengud kaovad. Seda nähtust nimeta-takse otseseks piesoelektriliseks efektiks .
Kui selline plaat asetada elektrivälja, tekib temas mehaaniline pinge või muutuvad geomeetrilised mõõtmed. Seda nimetatakse kaudseks piesoelektriliseks efektiks.
Laialdaselt kasutatavate piesoelektrikute tüüpiliseks näiteks on moonutusteta kristalli-võrega kvarts. Seignette sool ja mõned keraamilised materjalid: piesoelektrikutena kasutatakse ka kunstlikult polariseeritud baariumtitanaati, plii-tsirkoonium-titanaati jne.
Piesoelektrilised andurid on generaatori tüüpi. Elektrilised laengud tekivad välise jõu mõjul.
Jõudude mõõtmiseks kasutatava anduri tekitatud laengud ja pinge jäävad samaks ai-nult siis, kui mõõteahelal on lõpmata suur sisendtakistus, mis on praktiliselt võimatu.
Piesoandurite minimaalsed talitlussagedused on tavaliselt (1 ... 0,5) Hz. Staatiliste
31
jõudude mõõtmiseks kasutatakse nn piesotrafosid.
Magnetoelastsed andurid
Magnetelastsed muundurid põhinevad magnetoelastsel efektil, mis avaldub fer-romagnetiliste materjalide magnetilise läbitavuse muutuses välistest jõududest põh-justatud mehaaniliste pingete toimel.
On olemas ka vastupidine nähtus, mida nimetatakse magnetostriktiivseks efektiks, mis avaldub magnetvälja paigutatud ferromagnetiliste materjalide geomeetriliste mõõtmete muutuses. Seega, kui ferromagnetilise eseme mõõtmed suurenevad, on see positiivne magnetostriktsioon, kui väli vähendab eseme mõõtmeid – negatiivne magnetostriktsioon. Raual ja enamusel rauasulamitel esineb positiivne magnet-ostriktsioon, kuid nikkel jt on negatiivse magnetostriktsiooniga.
Magnetoelastse efekti abil saab mõõta jõude, mehaanilisi pingeid ja momente. Mag-netostriktiivse efekti põhjal on välja töötatud ultrahelilainete allikaid .
32
Riistvara
Induktiivanduri: Tööpinge on 15V
Anduri signaali nullitakse potentsiomeetriga.
Pinge luuakse mõõtesillal ja võimendakse kõrgsagedus vahelduvoolu pingega.
Amplituudi ja faasi pinge (0° või 180 °) sõltub raudsüdamiku positsioonist.
Väljundit kontrollib takt- generaator .
Mahtuvusandur: Tööpinge 15V, 5V
Efektiivne plaadi pindala määrab mahtuvuse. Kondensaator on osa resonantsi ja määrab resonantssagedus f väljalülitamiseks. Sagedusega pinge (f / V) muundurit on ühendatud pärast seda võrku ja see aitab muuta sagedust proportsionaalseks väljundpingega. Diferentsiaalvõimendi reguleeritav offset ja gain muudab väljundit konverterist pakkuda viimast väljundit, väljundi pessa.
Asendi ja kiiruse andur: Tööpinge 15V, 5V
Sellele plaadile on erinevaid kettaid.
Töötab hall sensori abil (hall sensor lülitus ).
Magnetvälja tekimisel lülitub ehk annab loogilit ühte,
Sellel plaadil on 3 lülitit mille abil same tuvastda pöörlemiskiirust ja asendit ja seda saab teha läbi encoder.
Väljastab binaar kujus.
Võimendi : Tööpinge 15V, 5V
(100-kHz sinusoid )
Võimendab signaali et neid oleks parem lugeda nii sinus kui cosinus .
KOKKUVÕTE
Katsete käigus õppisin tundma andureid ja meetodeid , kuidas mõõdetakse mitte-elektrilisi suuruseid . Mõningad asjad oleks võind tarkvara poolt rohkem lahti selgitatud olla.
Plaanis on veel iseseisev õppe anduri vea tuvastamine .
33
KASUTATUD MATERJALID
1 – Andurid. A. Annus , H.Lind, M.Tarma. Valgus. Tallinn 1968
2 – Vikipeedia artikkel: Andur [ https://et.wikipedia.org/wiki/Andur ] (14.03.2014)
3 – Andurid. T. Lehtla. [ http://www.ene.ttu.ee/elektriajamid/oppeinfo/materjal/AAR3340/Andurid.pdf ] (14.03.2014)
4 - http://www.e-ope.ee/_download/euni_repository/file/4380/AUTOMAATIKA %20MOOOTMISED.zip/ induktiivandurid .html
5 - https://et.wikipedia.org/wiki/Optoelektroonika
6 - http://opiobjektid.tptlive.ee/Elektrimootmised_e-kursus/mitteelektriliste_suuruste_m%C3%B5%C3%B5tmine.html
7 - http://www.e-ope.ee/_download/euni_repository/file/4380/AUTOMAATIKA %20MOOOTMISED.zip/temperatuuri_mtmine.html
8 - https://et.wikipedia.org/wiki/Termistor
34