SB 272 VŠB TUO Ostrava Program 2. IRC snímač - Statické charakteristiky Vypracoval: Crlík Zdeněk Spolupracoval: Jaroslav Zavadil Datum měření: 16.3.2006
Zadání 1. Seznamte se s principem měření pomocí IRC snímače. 2. Změřte statickou charakteristiku IRC řady HEDS-700 Závislost počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení Závislost frekvence pulsů na rychlosti otáčení (napětí na motoru) 3. Vyneste závislost naměřených dat do grafů a proveďte jejich zhodnocení. Schéma Teoretický rozbor Na základním panelu je umístěná pohonná jednotka (motor) a pomocí hřídele je spojena s ověřovaným inkrementálním snímačem HEDS-700. Na hřídeli je umístěn úhloměr určený pro odečítání úhlu natočení. Zpracování a unifikace signálů je provedena externě pomocí jednočipového procesoru řady PIC (PIC16C6A) a vyhodnocovacího obvodu HCTL-2016. Pro zobrazení počtu pulsů je použit třímístný sedmi segmentový display. Vynulování tohoto zobrazovače se provádí pomocí tlačítka RESET resp. resetem mikroprocesoru. V propojovacím kabelu mezi IRC snímačem a modulem unifikace a zpracování signálů je přivedeno napájecí napětím +V pro daný snímač a jsou zde vedeny výstupy z IRC kanál A a kanál B vzájemně posunuté o 90. V modulu pro unifikaci a zpracování signálů je umístěn
regulovaný zdroj napětí pro motor (druhá část měření). Ten se ovládá pomocí potenciometru umístěného na čelní desce modulu. Výstupem z IRC snímače jsou dva signály vzájemně posunuté o 90. Jejich časová závislost je zřejmá z obr. 1. Ta neumožňuje určit mimo jiné směr otáčení. Některé typy snímačů mají vyvedeny i negace těchto signálů a ještě jeden synchronizační puls za otáčku. Tabulky Závislost frekvence pulsů na rychlosti otáčení(napětí na motoru): Počet U f f měření [V] [Hz] [Hz] 1. 0,7 43 42 2. 1,2 9 96 3. 1,7 148 149 4. 2,2 198 19. 2,7 246 249 6. 3,2 302 304 7. 3,7 360 364 8. 4,2 412 416 9. 4,7 460 463 10.,2 10 08 11.,7 61 63 12. 6,2 622 627 13. 6,7 667 667 tabulka 1
Závislost počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení: Počet Úhel Počet pulsů měření [ ] ve směru + ve směru - 1. 10 9 2. 20 111 111 3. 30 168 170 4. 40 224 221. 0 281 280 6. 60 337 338 7. 70 394 392 8. 80 448 40 9. 90 04 03 10. 100 61 61 11. 110 618 618 12. 120 674 673 13. 130 730 731 14. 140 788 786 1. 10 840 841 16. 160 897 897 17 170 90 92 18. 180 1004 100 19. 190 1060 1063 20. 200 1116 1114 21. 210 1174 1172 22. 220 1230 1227 23. 230 1283 1284 24. 240 1338 1338 2. 20 139 1392 26. 260 140 1449 27. 270 10 103 28. 280 160 18 29. 290 1614 1614 30. 300 1668 1668 31. 310 1724 1723 32. 320 1777 1779 33. 330 1834 183 34. 340 1888 1889 3. 30 1944 1946 36. 360 1998 1998 tabulka 2
Stanovení lineární regrese y = a + bx b = a = x y n 2 ( x) n x ( y b x) 1 n xy 2 Grafy Měření při zvyšování napětí 800 f[hz] 700 600 00 400 300 200 100 0 0 0, 1 1, 2 2, 3 3, y = 104,4x - 30,77 4 4,, Závislost frekvence na napětí Lineární (Závislost frekvence na napětí) 6 6, 7 7, U[V]
Měření při snižování napětí 800 700 600 y = 104,84x - 30,736 f[hz] 00 400 300 200 Závislost frekvence na napětí Lineární (Závislost frekvence na napětí) 100 0 0 0, 1 1, 2 2, 3 3, 4 4, U[V], 6 6, 7 7, Měření při zvyšování úhlu 200 y =,487x +,2079 n 2000 100 1000 00 0 Lineární (Závislost počtu pulsů na úhlu natočení) 0 0 100 10 200 20 300 30 Úhel[ ] Závislost počtu pulsů na úhlu natočení
200 Měření při snižování úhlu y =,477x +,3429 2000 n 100 1000 Závislost počtu pulsů na úhlu natočení 00 0 Lineární (Závislost počtu pulsů na úhlu natočení) 0 0 100 10 200 20 300 30 Úhel[ ] Použité přístroje IRC snímač řady HEDS-700 Závěr Začínali jsme měřit závislost frekvence pulsů na rychlosti otáčení. Napětí motoru se nastavila na 0.7 V. Pomocí potenciometru jsme zvyšovali napětí na motoru o 0. V a po ustálení odečetli hodnotu na displeji (čítači). Jakmile jsme se dostali na hodnotu napětí 6.7 V, pokračovalo se zpět na hodnotu napětí 0.7 V. Naměřené hodnoty jsem nanesl do grafů. Vznik odchylek dávám na vinu hřídelce mezi motorkem a IRC snímačem, která vykonávala místo kruhového pohybu elipsový pohyb, což nám stěžovalo odečítání z čítače. Takže se nám stalo, že jsme museli například u napětí motoru 2.7 V volit z rozmezí od 210 do 270 [Hz]. Druhé měření proběhlo jako závislost počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení. Ručně se nastavilo 0 na úhloměru a aktivovalo tlačítko RESET. Nastavili jsme hodnotu na úhloměru o 10 větší a začínali odečítat a zároveň zaznamenávat hodnotu z indikátoru počtu pulsů. Až jsme se dostali na hodnotu 360º,dále se pokračovalo zpět na 10º. Z tabulky můžete vidět, že pro jeden stupeň odpovídá přibližně 11 pulsů. Ač na první pohled vypadá tato část měření zdlouhavě (82 hodnot), proběhlo rychleji něž první. Musím konstatovat, že měření závislosti počtu vygenerovaných pulsů na úhlu natočení je přesná metoda. Vznik odchylek připisuji na vrub nepřesného nastavení úhloměru. Tudíž lidský faktor zde hraje první roly