17. Snímače napětí (síly)

Podobné dokumenty
16. Snímače napětí (síly)

17. Snímače napětí (síly)

PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.

1 SENZORY SÍLY, TLAKU A HMOTNOSTI

VY_32_INOVACE_AUT-2.N-15-TENZOMETRICKE SNIMAČE. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ TEPLOTY

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hustopeče, Masarykovo nám. 1

A:Měření odporových teploměrů v ultratermostatu B:Měření teploty totálním pyrometrem KET/MNV (8. cvičení)

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma. Základní charakteristika a demonstrování základních principů měření veličin

Základní pojmy. p= [Pa, N, m S. Definice tlaku: Síla působící kolmo na jednotku plochy. diference. tlaková. Přetlak. atmosférický tlak. Podtlak.

Integrovaná střední škola, Kumburská 846, Nová Paka Automatizace Snímače teploty. Snímače teploty

systému Schéma snímače (interface) pro přenos dat do řídícího systému a komunikaci s ním

SNÍMAČE. - čidla, senzory snímají měří skutečnou hodnotu regulované veličiny (dávají informace o stavu technického zařízení).

6. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných látek

Principy chemických snímačů

snímače využívají trvalé nebo pružné deformace měřicích členů

Mikrosenzory a mikroelektromechanické systémy. Odporové senzory

9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY

Senzorika a senzorické soustavy

2010 Brno. Hydrotermická úprava dřeva - cvičení vnější parametry sušení

TENZOMETRY tenzometr Použití tenzometrie Popis tenzometru a druhy odporovými polovodičovými

Kontaktní spínací přístroje pro malé a nízké napětí

Senzory tlaku. df ds. p = F.. síla [N] S.. plocha [m 3 ] 1 atm = 100 kpa. - definice tlaku: 2 způsoby měření tlaku: změna rozměrů.

Odporové topné články. Elektrické odporové pece

Snímače hladiny. Učební text VOŠ a SPŠ Kutná Hora. Základní pojmy. měření výšky hladiny kapalných látek a sypkých hmot

T8360A. Honeywell MECHANICKÉ PROSTOROVÉ TERMOSTATY. Použití. Technické parametry. Hlavní rysy. Konstrukce

Měřicí řetězec. měřicí zesilovač. převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

6. ELEKTRICKÉ PŘÍSTROJE Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava Stýskala, 2002

Měření a automatizace

Kapacitní senzory. ε r2. Změna kapacity důsledkem změny X. b) c) ε r1. a) aktivní plochy elektrod. b)vzdálenosti elektrod

11/18/2012. Snímače ve VPM. Snímače ve VPM obsah prezentace. Snímače ve VPM. Konstrukce polovodičových měničů

14. Snímače Základní pojmy Rozdělení snímačů

e, přičemž R Pro termistor, který máte k dispozici, platí rovnice

Senzory průtoku tekutin

PŘÍLOHA SMĚRNICE KOMISE (EU) /, kterou se mění příloha II směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/53/ES o vozidlech s ukončenou životností

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ DEFORMACE

Úvod. Rozdělení podle toku energie: Rozdělení podle počtu fází: Rozdělení podle konstrukce rotoru: Rozdělení podle pohybu motoru:

CW01 - Teorie měření a regulace

Senzory průtoku tekutin

14. Snímače Základní pojmy Rozdělení snímačů

KLIMATIZAČNÍ TECHNIKA

Ruční bezdotykový teploměr Více jistoty při měření díky dvoubodovému laseru

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 3. Měření teplot

Generátorové senzory. Termoelektrický článek Piezoelektrické senzory Indukční senzory

Vzorkovací zesilovač základní princip všech digitálních osciloskopů, záznamníků, převodníků,

PARAMETRY MĚŘENÉ NA DVOUPROUDÉM MOTORU

Témata profilové maturitní zkoušky Technologie

Snímače polohy SRBS. doporučené výrobky Festo zvládnou 80 % Vašich automatizačních úloh. Hledejte hvězdičky!

STYKAČE. Obr Schématická značka elektromagnetického stykače

Odměřovací systémy. Odměřování přímé a nepřímé, přírůstkové a absolutní.

Jističe, stykače, a svodiče přepětí

prodej opravy výkup transformátorů

7. Spínací a jistící přístroje

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma

ČIDLA, SNÍMAČE, OVLÁDACÍ PRVKY

SMĚRNICE KOMISE 2011/37/EU

Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava

Simplex je bezrozměrná veličina vyjadřující poměr mezi dvěma rozměrově stejnými fyzikálními veličinami. Komplex je bezrozměrná veličina skládající se

Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -

15.5. Magnetické snímače

14. ELEKTRICKÉ TEPLO. Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Měření teploty v budovách

(lze je rozpojit i za běhu) přenáší pohyb prostřednictvím kapaliny. rozpojovat hřídele za běhu

Inteligentní koberec ( )

17. Celá čísla.notebook. December 11, 2015 CELÁ ČÍSLA

11. ELEKTRICKÉ TEPLO. Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava

Teorie měření a regulace

Průvodní zpráva k projektu

GYROSKOPY, AKCELEROMETRY A INFRAČERVENÉ SNÍMAČE

Spínací, jisticí a ochranné přístroje pro obvody nízkého napětí 1.část. Pojistky a jističe

ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ DÉLKY

Hlídač plamene SP 4.1

Aparatura pro měření relativních vibrací MRV 2.1

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

NÁVOD K OBSLUZE. Zimní sada SWK-20

Systémy analogových měřicích přístrojů

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma. Tvorba grafické vizualizace principu měření polohy a vzdálenosti

AX Návod k obsluze. UPOZORNĚNÍ: Tento návod popisuje tři modely, které jsou odlišeny označením model A, B a C. A B C.

Tento dokument vznikl v rámci projektu Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/

Hanazeder FP-6. Instalace, obsluha, nastavení. Pozor: Před použitím přečíst návod! Před otevřením krytu odpojit od sítě!

Senzorika a senzorické soustavy

KOTEL 5 EMISÍ TŘÍDY S AUTOMATICKÝM PODÁVÁNÍM PELET. VE VÝKONU 14 kw- 46 kw

Přijímací odborná zkouška pro NMgr studium 2015 Letecká a raketová technika Modul Letecká technika

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření rychlosti a rychlosti proudění

Účel použitě řídící jednotky: řídící jednotka je určena pro ovládání funkcí topného tělesa sauny. Nesmí být používána k jinému účelu.

NOVINKA. Solární čerpadlové skupiny. Čerpadlové skupiny CSE SOL W s elektronickým řízením a měřením průtoku. Úsporné řešení pro vaše topení

R 0 = R 1 + R 2. V současnosti je R Z >> R 0, dělič se počítá naprázdno R 1. U 1 R 2 R Z U 2 Přenos:

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

Schémata elektrických obvodů

ELEKTRICKÉ ZDROJE TEPLA

15.6. Magnetické snímače

Příslušenství válce. Katalogový list CZ. Veličiny. Označení Jednotka Poznámka Elektrcké veličiny Typ RST Typ EST Výstup.

14. Snímače Základní pojmy Rozdělení snímačů

Transkript:

17. Snímače napětí (síly) 17.1. Odporové tenzometry Kovový fóliový tenzometr a) Měření prodloužení b) Měření ohybu 1 #1 2 #2 3 obal Tenzometry jsou tenké vodiče, u kterých se využívá závislost elektrického #3 na jejich #4 Při prodlužování vodiče a tedy zmenšování průřezu se jeho odpor #5 Používají se ve formě fóliových pásků (nebo drátků) připevněných k měřenému předmětu Délkové změny tenzometrů jsou #6 (řádově do stovek mm) - délka pásku se zvětšuje #7 (meandrovitým, klikatým) uspořádáním (prodloužení se násobí počtem záhybů) Rozsah měřených sil až desetitisíce N Materiály tenzometrů: #8 polovodiče Použití: konstantan (60% Cu, 40% Ni), chromnikl (80% Cr, 20% Ni) a) měření #11 b) měření #18 c) měření #22 hřídelů na bázi #9 (jsou asi 60x #10 než kovové, ale víc teplotně závislé a křehké) - využívají změny odporu polovodiče při jeho deformaci (piezorezistivní efekt) použije se tenzometr s #12 směrem pásků - umístí se ve směru prodlužování (nebo zkracování) tělesa Pro měření ve více směrech se vyrábí tenzometrické pásky s #13 meandry Ze změny délky lze určit napětí (Hookův zákon - deformace je úměrná napětí), působící sílu (napětí σ = F/S) Příklad použití - #14 - slouží k přesnému měření sil od malých (v Newtonech) do velkých (v MN), tedy i #15 (používají se např. v elektronických #16, k regulaci tlaku při lisování a válcování) #17 u notebooků - detekce tlaku/síly dotyku u částí strojů (nosníků), stavebních konstrukcí, např. pro měření průhybu křídla letadla použijí se #19 čidla - jedno čidlo je #20, druhé #21, lze určit i ohybový moment úhel pásků je #23 vzhledem k ose otáčení čidla jsou upevněna tak, že dvě jsou natahována a dvě stlačována Příklad použití měřící zkrutová hřídel - slouží k měření kroutícího (točivého) #24, který je úměrný zkrutu (připojení kontaktů je přes kroužky a sběrací kontakty nebo indukční vazbou pomocí vinutí na snímačích) zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 1 z 7

zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 2 z 7 Siloměr c) Měřící zkrutová hřídel 1 měřená #25 2 #26 3 kontaktní kroužek Další použití: snímače tlaku, zrychlení 17.2. Piezoelektrické snímače 4 sběrací #27 využívají piezoelektrické materiály, u kterých při jejich #28 vzniká (na jeho koncích) elektrické #29 úměrné mechanickému napětí (pro střídavé napětí se musí materiál střídavě stlačovat a uvolňovat) = #30 snímače #31 efekt - při zapojení střídavého elektrického napětí se materiál #32 - zkracuje a prodlužuje (např. generátory ultrazvuku, dřívější digitálky) Vlastnosti: jednoduchost, malé rozměry, snímají proměnné děje s #33 frekvencí, dlouhá životnost - nejsou pohyblivé části Materiály: Schéma piezoelektrického jevu krystaly na bázi #34 Piezoelektrický snímač vibrací 1 piezoelektrický snímač 2 setrvačné těleso 3 kryt SiO 2 - oxid křemičitý - lidově křemen 4 základna se závitem #35 materiály na bázi titaničitanu a zirkoničitanu olovnatého (PbTiO 3, PbZrO 3 ) - jsou citlivější Použití: piezoelektrické #36 (tlačítka) měření #38 sil (tlaků, napětí) vysílání a snímání #42 vln spínají tlakem s nepatrným #37 - např. dotykové (hmatové) snímače prstů robotů snímají změny s frekvencí až 100 khz měření #39 strojů - otřesové snímače, akcelerometry - snímač je jednou plochou spojen s předmětem a druhou se setrvačným tělesem - měření vibrací např. při kritických otáčkách kontrola mechanického #40 - např. ochrana vřeten obráběcích strojů - měření řezných sil při obrábění v podobě 3D snímače, který obsahuje jednotlivé snímače pro osy xyz; podobně spínače v měřících #41 pro CMM, CNC (také viz ultrazvukové snímače), kontaktní #43 u hudebních nástrojů, podobný princip - dříve krystalové gramofonové přenosky

zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 3 z 7 18. Snímače teploty 18.1. Odporové snímače teploty Využívají závislost elektrického odporu materiálu na #44 #45 snímače - vyžadují zdroj elektrického napětí (oproti termočlánkům) Kovový odporový snímač teploty 1 skleněná trubička s kovovou spirálou (rezistorem) 2 vnitřní vedení 3 ochranná trubka Termistor 4 závit Rozdělení: a) #46 5 uzávěr u kovů odpor s rostoucí teplotou #47 materiály: #48 - pro rozsahy -200 +1000 C má vysoký bod tání, #49 - rozsah 60 +200 C - levnější vysoká přesnost - 0,01 K ve velkém rozsahu teplot (0-200 C), při vyšší teplotě (do 1000 C) do 0,5 % (5 K) Použití: elektrické #50, topeniště, #51, autoklávy (sterilizace), klimatizační a mrazící zařízení využívají #53 - polovodičová součástka, jejíž odpor (vodivost) je závislý na teplotě Druhy termistorů: NTC ( #54 ) - s rostoucí teplotou jeho odpor #55 b) #52 PTC ( #56 ) s rostoucí teplotou odpor #57 Vyrábí se z oxidů kovů slisováním a spékáním do malých tvarů (řádově jednotky mm) - mají #58 rozměry jsou vhodné pro bodové měření teploty Rozsah teplot -80 C +200 C levné, spolehlivé, mají rychlou odezvu, #59 zpracování signálu řídící technikou - použití v automatizaci, měření teploty provozních #60 (automobil - olej, chladicí kapalina) velká #61 (zachytí malou změnu teploty) vhodné pro měření malých změn teploty v úzkém rozsahu teplot přesnost asi 1% (z měřeného rozsahu), mají #62 charakteristiku (nevýhoda) Použití také jako snímače pro hlídání a regulace teplot - digitální #63

18.2. Termočlánky (termoelektrické snímače) Schéma termočlánku Provedení zapouzdřeného t. Otevřený t. 1 - spojené dráty z různých kovů, 2 - vedení 3 - plášť (kryt), 4 - izolace (keramika) = dva spojené #64 z #65 kovů s vysokou teplotou tavení (platina, wolfram, chrom, nikl) - materiály mají vliv na citlivost a rozsah měřitelných teplot #66 snímač - zahřátím spoje drátů vzniká na druhém konci drátů #67 úměrné rozdílu teplot termočlánek se chová jako elektrický zdroj Vlastnosti: #68 rozsah teplot (až 2300 C), #69 přesnost než odporové (více než 1 K), levné, jednoduché, spolehlivé, malé rozměry Provedení: #70 termočlánek (plášťové provedení) izolované dráty jsou uložené v tenkostěnném kovovém pouzdru nebo #71 spoj (drátové provedení) - pro měření teploty plynů (kvůli rychlé odezvě) Použití: (tam, kde jsou vysoké teploty) #72 teplota roztavených kovů, spalovací motory měření vnitřní teploty, pece, kotle, kosmické sondy 18.3. Bimetalové teplotní snímače Bimetal = #73 - dva spojené kovy s různou tepelnou #74 (např. ocel a bronz) Tvary pásků rovný pásek, spirála, #75, rozsah teplot do 400 C Bimetalový termostat Regulace teploty 1 - bimetal, 2 - topná spirála, 3 - šroub pro nastavení hodnoty Použití: mechanické #76 binární teplotní #77 - bimetalový pásek se při ohřátí ohýbá a rozpojí kontakt, při ochlazení zase kontakt sepne dvoustavová teplotní #78 v elektrických topidlech (varných plotýnkách, žehličkách), regulace pokojové teploty, ochrana před přehřátím (tepelná pojistka), také termostatické ventily #79 #80 bimetal s ručičkou, případně páskový bimetal s pákovým mechanismem zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 4 z 7

18.4. Bezdotykové snímače teploty Měří #81 teplotu tělesa na základě příjmu elektromagnetického (světelného a infračerveného) záření, které těleso vysílá (sálá) Jako čidla se používají termočlánky, termistory, fotodiody, měřený rozsah se upravuje filtry #82 měřený prvek, prvek musí být opticky #83 Provedení: a) #84 b) #86 slouží přímo k měření teploty - bývají vybaveny laserovým zaměřováním Použití: zejména pro rozsahy #85 (tam, kde nelze použít dotykové snímače), měření pohyblivých prvků (ložiska) a žhavých tekutin (ocel, sklo) zařízení pro #87 snímání teploty objektu a jeho zobrazování v tepelných obrazech - tzv. #88 Příbuzný snímač - PIR (Passive InfraRed sensor) Použití: kontrola teploty součástí v průmyslu, rozložení teplot ve stavebnictví ( #89 tepla), hledání živých organismů, noční vidění (vojenství) detekuje člověka na základě IR záření (reaguje na tepelné záření člověka) obsahuje čip snímače záření + zaměřovací optiku použití jako detektor #90 pro #91 zařízení např. osvětlení (rožínají při detekci pohybu), hlášení vniku do hlídané místnosti Doplněk - tepelný průtokoměr obsahuje topný prvek (žhavený wolframový #92 ) a snímač teploty princip: proudící plyn odebírá #93 žhavenému drátu, úbytek tepla je uměrný rychlosti proudění (drát je vlastně odporový snímač teploty) použití - měření průtoku #94 - např. snímače průtoku směsi paliva a vzduchu u spalovacích motorů 19. Další automatizační prvky 19.1. Relé (relay) Elektricky ovládaný #95 - použití na dálkové spínání, spínání odděleného obvodu s velkou zátěží, spínání více obvodů najednou Schéma spínání elektromagnetického relé Obvodové schéma činnost - po uzavření obvodu spínačem (0) #96 (1) s jádrem (2) přitáhne pohyblivou #97 (3), která sepne pružné #98 (4), 5 - místo připojení ovládaného zařízení zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 5 z 7

19.2. Časovače (timers) zařízení pro úpravu #99 průběhu signálů např. zpožďování začátků nebo konců o nastavenou hodnotu času ( #100 ), omezení délky signálu ( #101 ) nastavení intervalu od desetin vteřiny až do stovek hodin, přepínatelné funkce, #102 pro ovládání zařízení - např. topení, světla příklady použití - automatické zavírání dveří se zpožděním, sušící pec - po vložení materiálu a spuštění resetu časovač zapne topení, po nastaveném čase jej vypne a rozsvítí světlo Zpožděné zapnutí Zpožděné vypnutí Interval po náběhu Příklad řízení časování sušící pece 19.3. Čítače (counters) zařízení pro napočítání událostí ( #103 z binárních snímačů) a následné spuštění akce vlastnosti - maximální #104 impulsů (běžně v desítkách khz), max. počet, počet vstupů (pro více snímačů), možnost odečítání, výstup pro ovládání zařízení - např. dopravníku příklad použití - #105 kusů projíždějících na výrobní lince - čítač počítá krabice na pásu pomocí snímače; po dosažení nastaveného počtu krabic ( #106 ) čítač zastaví dopravník a počká na výměnu palety - obsluha signálem #107 (vynulování) začne nový cyklus čítače Příklad řízení paletování krabic Praktická cvičení: Použití relé pro řízení 2 válců Použití časovače - - vyzkoušet Dr (zpožděné vypnutí), R (opakovaný cyklus) Použití čítače - po napočítání presetu se vysunou válce Opakování - snímače napětí, teploty, průtoku zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 6 z 7

Slovník - snímače napětí, teploty, objemu 1 odporové snímače napětí 2 materiál, u kterého při jeho deformaci vzniká elektrické napětí je materiál 3 polovodičová součástka (snímač teploty), jejíž odpor je závislý na teplotě 4 snímač teploty ze dvou spojených drátů z různých kovů 5 dvojkov 6 bimetal funguje na principu dilatace dvou různých kovů, dilatace je v češtině 7 zařízení pro regulaci (udržování) teploty - funguje jako spínač 8 bezdotykový snímač teploty 9 plošné snímání teploty objektu v barevných obrazech Křížovka č.1 Snímač teploty ze dvou spojených drátů z různých kovů: Bezdotykový indukčnostní snímač je snímač dvoustavový, tedy...: I Zařízení pro měření rychlosti větru: M Š Č Křížovka č.2 Binární snímač (hlídač) průtoku: Materiál, u kterého při jeho deformaci vzniká elektrické napětí je materiál: Dvojkov: O T Odporové snímače napětí: Snímači pro měření rychlosti letadel se říká trubice: Bimetal funguje na principu dilatace dvou různých kovů, dilatace je v češtině: Spojitý signál je jiným slovem signál: I O V O S zapis_snimace_napeti,teploty - Strana 7 z 7