Masurarea  deplasarilor cu traductoare inductive

Partea I

Scopul lucrarii:

In aceasta lucrare se studiaza caracteristicile traductoarelor inductive diferentiale de tip PR 9314/20 s¸i PR 9314/05 si functionarea convertoarelor pentru masurarea deplasarilor.

Exista doua sisteme de masurare: unul de fabricatie PHILIPS cuprinzind traductorul PR 9314 cu domeniul de masurare ±20 mm, asociat cu un convertor de masurare a deplasa-rilor de tip PR 9309 si un voltmetru indicator si un al doilea cuprinzind traductorul PR 9314

cu domeniul de masurare ±5 mm asociat cu un montaj desfasurat al circuitelor din convertorul PR 9309, situat pe platforma de laborator, permitind astfel studierea functionarii sale.

Ambele sisteme de masurare au ca marime de intrare deplasarea plan paralela a masutei care se realizeaza prin rotirea unui surub micrometric. Deplasarea totala este de 20 mm.

1.1. Se studiaza caracteristica de transfer a sistemului complet de masurare a deplasa- rilor cu traductoare inductive diferentiale de fabricatie PHILIPS determinindu-se eroarea de neliniaritate in domeniul de masurare nominal.

1.2. Se studiaza caracteristicile traductorului inductiv diferential PR 9314/05 atit in domeniul nominal de masurare ±5 mm cit si dincolo de acest domeniu, atit cit permite deplasarea masutei.

1.3. Se studiaza functionarea convertorului pentru masurarea deplasarilor.

Formule si scheme folosite

Deplasarea x a miezului magnetic intre cele doua bobine care constituie traductorul diferential, determina variatii in sensuri opuse ale inductivitatiilor.

Tensiunea de iesire V_m, masurata pe priza mediana a traductorului este :

Deci tensiunea de iesire este direct proportionala cu deplasarea miezului magnetic, in limitele analizei de prim ordin.In realitate aceasta dependenta rezulta neliniara:

Neliniaritatea este determinata de termenul de ordinul3 si ponderea sa este mica pentru ca x/x₀< ½.

R₁,R₂ sunt rezistentele bobinelor determinate de pierderile magnetice si prin curenti Foucoutt.Prin deplasarea miezului magnetic aceste rezistente se modifica si ele dar acest efect poate fi neglijat daca se alege un miez nagnetic cu un  ciclu de histerezis ingustsi cu rezistivitate mare.

Schema bloc a circuitului este:

Desfasurarea lucrarii:

Datele obtinute experimental sunt date in tabelul de mai jos:

Se traseaza caracteristicile urmatoare:

Formele de unda obtinute sunt

Pentru a simplifica si a optimiza modul in care putem sa interpretam formele de unda obtinute am sa anexez imaginea obtinuta la osciloscop:

Figura 1. TP4 vs TP2

In figura de mai sus observam la canal 1 (CH1) forma de unda in TP4 iar la canal 2 (CH2) in antifaza forma de unda in TP2.

In Figura 2 observam ca la micsorari ale lui Cy, atunci cand dorim sa marim precizia de masurare a formei de unda din TP2 apar niste neliniaritati ( niste zgomote ale semnalului)-> apare o mica deplasare a semnalului evidentiata de marirea in domeniul timp.

Figura 2. TP4 vs TP2

Figura 3 TP5 vs TP3

In Figurile 3 si 4 sunt prezentate 2 semnale in faza, semnalul de la canalul 1 TP3 si semnalul de la canalul 2 in punctul TP5.

Dupa cum putem observa, in figura 4 apare o limitare a semnalului din punctul TP5.Este vorba de o preconditie a teoremei esantionarii care spune ca semnalul trebuie sa fie limitat in banda dar nu si in timp(situatia reala) pentru o prelucrare optima de semnal.

Figura 4 TP5 vs TP3

Figura 5 Semnalul din punctul TP7

Obs. Semnalul TP7 este putin deplasat fata de referinta datorita locului de unde se preia.

Se observa ca pozitia de echilibru este x=8 mm si alegem doua pozitii simetrice fata de aceasta la x₁=6mm si x₂=10mm si vizualizam curentul de intrare in FTJ pentru cele doua pozitii:

pentru x₁=6mm

pentru x₂=10mm

Partea II-A

In aceasta parte se vor efectua masuratori cu precizie ridicata a diverselor piese aflate la masa de masura .

Se foloseste comparatorul electronic de tipul CP402 cu traductoare inductive diferentiale de deplasare de tip TL 402.

Aranjamentul experimental cuprinde stativul care este alcatuit din: coloana cu surub rectificat cu pasul de14mm, surub de blocare a masutei suport, surub de reglajal pozitiei masutei suport, surub pentru blocarea traductorului, piulita manson pentru reglarea inaltimii suportului traductorului, surub de blocare a suportului traductorului si comparatorul CP 402 cu urmatoarele elemente: instrument indicator, lampa de semnalizare pornit /oprit, comutator de pornire si de alegere a domeniului de masurare in mm, comutatorul modului de lucru.

Schema bloc a comparatorului este indicate in figura de mai jos si cuprinde:

oscilatorul cu o frecventa de aproximativ 5kHz, stabilizat in amplitudinecare genereaza doua tensiuni in antifaza +Va si -Va;

amplificator  sumator de curent alternativ ASA care insumeaza iesirile traductoarelor A si B si iesirea potentiometrului P, de fixare a originii;

detectorul sensibil de faza DSF si filtrul trece jos FTJ ;

indicatorul I;

placa de masura PM.

La marirea temperaturii observam o dilatare a barei metalice studiate.