Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВО “Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И. Носова”
Институт Энергетики и Автоматизированных Систем
Кафедра электроники и микроэлектроники
Отчет по лабораторной работе №1
” Изучение бесконтактных конечных выключателей и индуктивного преобразователя перемещений”
Выполнил: студент гр. АНб-18-1 Валеев И.Р.
Проверил: к.т.н., доцент каф. ЭиМЭ
Швидченко Д.В.
Магнитогорск 2021
1. Цель работы
Ознакомиться с устройством и техническими характеристиками бесконтактных конечных выключателей и индуктивного преобразователя перемещений, приобрести навыки подключения датчиков и оценки их погрешностей.
1) Бесконтактный ёмкостной конечный выключатель ТЕКО ВЕ Е5-31-Р-10-400-ИНД-3В. (таблица 1)
Таблица 1
Характеристика
|
Значение
|
Напряжение питания, Uраб
|
10-30 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 25 мА
|
Выходное сопротивление
|
≥ 4,7 кОм
|
Ток нагрузки, Iраб
|
400 мА
|
Падение напряжения
|
≤ 2,5 В
|
Номинальный зазор, Sном
|
10 мм
|
Рабочий зазор, Sраб
|
0…8 мм
|
Гистерезис
|
3 - 15 %
|
Частота переключения, fmax
|
≤ 300 Гц
|
Температурный режим
|
-25…+75 oC
|
Защита схемы
|
Нет
|
Световая индикация
|
Есть
|
2) Бесконтактный индуктивный конечный выключатель ТЕКО ВК Е4-31-Р-8-250-ИНД-3В. (таблица 2)
Таблица 2
Характеристика
|
Значение
|
Напряжение питания, Uраб
|
10-30 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 25 мА
|
Выходное сопротивление
|
≥ 4,7 кОм
|
Ток нагрузки, Iраб
|
250 мА
|
Падение напряжения
|
≤ 1,5 В
|
Номинальный зазор, Sном
|
8 мм
|
Рабочий зазор, Sраб
|
0…6,4 мм
|
Окончание таблицы 2
Характеристика
|
Значение
|
Гистерезис
|
10 %
|
Частота переключения, fmax
|
≤ 300 Гц
|
Температурный режим
|
25…+75 oC
|
Защита схемы
|
Нет
|
Световая индикация
|
Есть
|
3) Бесконтактный оптический выключатель ТЕКО OV A43A-31Р-150-LZ. (таблица 3)
Таблица 3
Характеристика
|
Значение
|
Напряжение питания, Uраб
|
10-30 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 25 мА
|
Выходное сопротивление
|
≥ 4,7 кОм
|
Ток нагрузки, Iраб
|
250 мА
|
Падение напряжения
|
≤ 2,5 В
|
Номинальный зазор, Sном
|
150 мм
|
Допустимая освещенность
|
6000 Люкс
|
Частота переключения, fmax
|
≤ 100 Гц
|
Температурный режим
|
-15…+65 oC
|
Защита схемы
|
Есть
|
Световая индикация
|
Есть
|
4) Ультразвуковой конечный выключатель Telemecanique XX518A3.AM12. (таблица 4)
Таблица 4
Характеристика
|
Значение
|
Напряжение питания, Uраб
|
12-24 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 100 мА
|
Номинальный зазор, Sном
|
50 мм
|
Рабочий зазор, Sраб
|
5,1…50,8 мм, регулируемый
|
Гистерезис
|
10 %
|
Частота переключения, fmax
|
≤ 300 Гц
|
Температурный режим
|
25…+75 oC
|
Защита схемы
|
Нет
|
Световая индикация
|
Есть
|
5) Индуктивный преобразователь перемещений ТЕКО ИПП Е41-33-Р-8-А1. (таблица 5)
Таблица 5
Характеристика
|
Значение
|
Тип
|
ISAN-E41A-31P-8-P
|
Напряжение питания, Uраб
|
10-30 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 25 мА
|
Выходное сопротивление
|
≥ 4,7 кОм
|
Падение напряжения
|
≤ 1,5 В
|
Номинальный зазор, Sном
|
8 мм
|
Рабочий зазор, Sраб
|
1,2…8 мм
|
Линейная зона рабочего зазора
|
1,75…5,75 мм
|
Нелинейность
|
≤ 3%
|
Выходные напряжения
|
S = 0 мм
|
≤ 1,5 В
|
Sлин = min
|
2,3 ± 0,3 В
|
Sлин = min
|
8,5 ± 0,3 В
|
Sраб = max
|
≥ 10 В
|
Максимальная скорость изменения напряжения на нагрузке
|
2,5 В/мс
|
Температурный режим
|
-15…+70oC
|
Защита схемы
|
Есть
|
Световая индикация
|
Есть
|
6) Магниточувствительный конечный выключатель на герконе. (таблица 6)
Таблица 6
Характеристика
|
Значение
|
Напряжение питания, Uраб
|
10-30 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 25 мА
|
Выходное сопротивление
|
≥ 4,7 кОм
|
Ток нагрузки, Iраб
|
400 мА
|
Падение напряжения
|
≤ 2,5 В
|
Номинальный зазор, Sном
|
10 мм
|
Рабочий зазор, Sраб
|
0…15 мм
|
Гистерезис
|
20 %
|
Частота переключения, fmax
|
≤ 300 Гц
|
Окончание таблицы 6
Характеристика
|
Значение
|
Температурный режим
|
-25…+75 oC
|
Защита схемы
|
Нет
|
Световая индикация
|
Есть
|
7) Магниточувствительный конечный выключатель на эффекте Холла. (таблица 7)
Таблица 7
Характеристика
|
Значение
|
Напряжение питания, Uраб
|
10-30 В постоянного тока
|
Собственный ток потребления
|
≤ 25 мА
|
Выходное сопротивление
|
≥ 4,7 кОм
|
Ток нагрузки, Iраб
|
250 мА
|
Падение напряжения
|
≤ 1,5 В
|
Номинальный зазор, Sном
|
8 мм
|
Рабочий зазор, Sраб
|
0…20 мм
|
Гистерезис
|
10 %
|
Частота переключения, fmax
|
≤ 300 Гц
|
Температурный режим
|
25…+75 oC
|
Защита схемы
|
Нет
|
Световая индикация
|
Есть
|
3. Экспериментальные данные
1) Исследование работы бесконтактных конечных выключателей (емкостного, индуктивного и оптического). (таблица 8)
Таблица 8
Емкостной датчик
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
2,6
|
2,8
|
2,6
|
3
|
2,2
|
Индуктивный датчик
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
8,29
|
8,33
|
8,13
|
8,11
|
7,9
|
Оптический датчик
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
5,97
|
6,34
|
5,75
|
6,11
|
06,05
|
lоткл, мм
|
115,11
|
120,31
|
117,4
|
119,2
|
123,3
|
Вычисление среднего арифметического значения, среднего значения погрешности со стороны меньших (больших значений), систематической составляющей и среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности, а также гистерезиса для каждого из датчиков по формулам:
Для емкостного датчика:
Для индуктивного датчика:
Для оптического датчика:
2) Исследование влияние материала мишени на расстояние срабатывания емкостного бесконтактного выключателя. (таблица 9)
Таблица 9
Пластик
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
2,6
|
2,8
|
2,6
|
3
|
2,2
|
Дюраль
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
11,65
|
11,55
|
11,48
|
11,49
|
11,17
|
Сталь
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
10,64
|
10,45
|
10,41
|
10,53
|
10,51
|
Аналогично п.1 по результатам измерений вычисляются все погрешности, отклонения и дифференциал хода.
Красный пластик:
Дюраль:
Сталь:
3) Исследование влияние отражающего материала на расстояние срабатывания оптического бесконтактного выключателя. (таблица 10)
Таблица 10
Пластик
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
5,97
|
4,79
|
5,45
|
5,59
|
5,32
|
lоткл, мм
|
115,11
|
117,21
|
115,34
|
116,11
|
117,49
|
Дюраль
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
3,73
|
3,95
|
4,06
|
3,88
|
3,97
|
lоткл, мм
|
279
|
275
|
281
|
274
|
276
|
Сталь
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
3,56
|
3,42
|
3,51
|
3,31
|
3,46
|
lоткл, мм
|
278
|
277
|
280
|
277
|
281
|
Аналогично п.1 по результатам измерений вычисляются все погрешности, отклонения и дифференциал хода.
Пластик:
Дюраль:
Сталь:
4) Исследование работы магниточувствительных конечных выключателей. (таблица 11)
Таблица 11
Магниточувствительный датчик на герконе
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
9,33
|
9,02
|
8,89
|
9,12
|
9,05
|
Магниточувствительный датчик на эффекте Холла
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
lоткл, мм
|
5,5
|
5,3
|
5,1
|
5,3
|
5,2
|
Магниточувствительный датчик на герконе:
Магниточувствительный датчик на эффекте Холла:
5) Исследование работы ультразвукового бесконтактного конечного выключателя. (таблица 12)
Таблица 12
Ультразвуковой датчик
|
№
|
1
|
lвкл, мм
|
70
|
lоткл, мм
|
140
|
6) Исследование влияние отражающего материала на расстояние срабатывания ультразвукового бесконтактного конечного выключателя. (таблица 13)
Таблица 13
Пластик
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
72,2
|
71,5
|
69,4
|
70,4
|
71,6
|
lоткл, мм
|
138,8
|
138,9
|
139,4
|
138,5
|
140,1
|
Дюраль
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
71,3
|
71,1
|
68,7
|
70,5
|
69,6
|
lоткл, мм
|
142,7
|
141,9
|
141,1
|
140,4
|
139,9
|
Сталь
|
№
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
lвкл, мм
|
69,5
|
68,1
|
70,3
|
71,4
|
70,6
|
lоткл, мм
|
141,1
|
139,2
|
139,7
|
140
|
140,8
|
Пластик:
Дюраль:
Сталь:
7) Исследование влияние отражающего материала на расстояние срабатывания ультразвукового бесконтактного конечного выключателя. (таблица 14)
Таблица 14
lпр, мм
|
3,84
|
8,4
|
10
|
11,1
|
11,8
|
U, В
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
lобр, мм
|
7
|
9,4
|
10,9
|
11,8
|
12
|
Uобр, В
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Дальше был построен график зависимости выходного напряжения датчика от расстояния между торцом датчика и ВЭ.
Рисунок 1 – Зависимость выходного напряжения датчика от расстояния между торцом датчика и ВЭ
4. Вывод
В результате вычислений были получены средние арифметические значения, средние значения погрешности со стороны меньших (больших значений), систематическая составляющая и среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности, а также гистерезис для каждого из датчиков, сравнивая с паспортными данными этих датчиков, они укладываются в эти значения. |
Скачать 47.01 Kb.