Порядок выполнения
Оборудование и приборы: лабораторный стенд «Датчики технологической информации»; бесконтактный индуктивный конечный выключатель ISN E4A-31P-8-LZ (до 2007 г. ВК Е4-31-Р-8-250-ИНД-ЗВ).
Содержание работы.
1. Дома изучить назначение и технические характеристики датчиков технологической информации, схемы их подключения, а также основные узлы и возможности лабораторного комплекса.
2. В учебной лаборатории:
– пройти тестирование по техническим характеристикам и способам подключения датчиков технологической информации;
– для каждого изучаемого датчика экспериментально рассмотреть работу в двух режимах: в режиме прохождения воздействующего элемента (ВЭ) мимо датчика и в режиме изменения расстояния между торцом датчика и ВЭ;
– для каждого из рассмотренных режимов работы снять задаваемое преподавателем число раз включение/отключение датчика, фиксируя расстояние между датчиком и ВЭ;
– по результатам экспериментов определить среднее квадратическое отклонение случайной погрешности σ и гистерезис датчика;
– экспериментально оценить, как изменяется среднее квадратическое отклонение случайной погрешности σ и гистерезис с изменением исходного расстояния между датчиком и ВЭ;
– для датчика с аналоговым выходом экспериментально снять и построить номинальные статические характеристики при разных расстояниях между датчиком и ВЭ, рассчитать по ним наибольшее значение суммарной погрешности, оценить изменение гистерезиса с изменением расстояния между датчиком и ВЭ.
Выполнение лабораторной работы.
По результатам экспериментов для каждого из положений l1…l3 необходимо:
определить среднее квадратическое отклонение σ;
гистерезис датчика;
значение выходного напряжения при отключённом и включённом состояниях датчика;
оценить, как изменяются значения σ и гистерезис с изменением расстояния между торцом датчика и ВЭ.
Содержание отчета:
а) название лабоpатоpной pаботы;
б) цель работы;
в) теоретические сведения;
г) основные паспортные характеристики исследуемых датчиков;
д) экспериментальные данные, расчётные значения требуемых параметров и графиков исследованных датчиков;
е) анализ полученных экспериментальных данных, сравнение полученных данных с паспортными, выводы и рекомендации по использованию исследованных датчиков;
ж) выводы.
Контрольные вопросы
1. Каков принцип действия индуктивного выключателя?
2. Каков принцип действия емкостного выключателя?
3. К какому типу относится оптический выключатель и каков его принцип действия?
4. Как обеспечивается питание исследуемых датчиков, и как подключается нагрузка к их выходам?
5. Как рассчитывается среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности датчика?
6. Что такое гистерезис датчика, и как его определить экспериментально?
7. Как исключается влияние люфтов в передаче при исследовании датчиков?
Лабораторная работа 3. Изучение оптического датчика
Цель работы: ознакомиться с устройством и техническими характеристиками оптического датчика, приобрести навыки подключения датчиков и определения их погрешностей
Теоретические сведения
Выключатель (датчик) оптический предназначен для обнаружения контролируемого объекта и коммутации исполнительных устройств промышленной автоматики. Датчик имеет излучатель и приемник, встроенные в корпус. Луч света инфракрасного спектра от излучателя попадает на объект и, отражаясь от него, попадает в приемник, вызывая изменение выходного сигнала датчика.
Оптический бесконтактный выключатель – электронное устройство, которое обнаруживает контролируемый объект, отражающий или прерывающий оптическое излучение, и имеет полупроводниковый или релейный коммутационный элемент.
Выключатель, изучаемый в лабораторной работе, относится к D-типу. Этот датчик состоит из излучателя и приёмника, установленных в одном корпусе. Луч излучателя отражается от контролируемого объекта и попадает в приёмник. Выключатель срабатывает при наличии контролируемого предмета в зоне его действия.
Общий вид, схема конструкции с габаритными размерами и схема подключения лабораторного оптического датчика OV A43A-31P-150-LZ (до 2007 г. ВО V4-31-P- 0-250-ИНД-ЗВ) показан на рис. 3.1.
а
б
в
Рис. 3.1. Общий вид (а), схема конструкции с габаритными размерами (б) и схема подключения (в) лабораторного образца оптического датчика OV A43A-31P-150-LZ
Техническая характеристика оптического датчика OV A43A-31P-150-LZ приведена в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Технические характеристики оптического выключателя
OV A43A-31P-150-LZ
Тип выключателя |
Тип D |
Размер корпуса, мм |
M18x1х86 |
Материал корпуса |
Д16Т |
Дальность действия |
150 мм |
Регулировка чувствительности |
без регулировки |
Спектр излучения |
инфракрасный |
Материал линзы |
- |
Диапазон рабочих напряжений, Uраб. |
10...30 В DC |
Тип контакта / Структура выхода |
PNP Замыкающий |
Максимальный рабочий ток, Imax |
250 мА |
Падение напряжения при Imax, Ud |
<=2,5 В |
Собственный ток потребления, Io |
<=25 мА |
Допустимая емкость нагрузки |
0,02 мкФ |
Категория применения / применяемость |
DC13 |
Задержка включения / отключения, не более |
5 мс |
Частота циклов оперирования, f |
100 Гц |
Допустимая освещенность окружающей среды |
6000 Люкс |
Диапазон рабочих температур |
-15°С...+65°С |
Защита от короткого замыкания |
Есть |
Защита от переполюсовки |
Есть |
Световая индикация |
Есть |
Присоединение / Подключение |
Кабель 3х0,34 кв. мм |
Степень защиты по ГОСТ 14254-96 |
IP67 |
Для оптического выключателя OV A43A-31P-150-LZ рабочий зазор определяется с использованием поправочного коэффициента. Для различных материалов поправочные коэффициенты приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Поправочные коэффициенты
Материал |
Поправочный коэффициент |
Бумага белая матовая 200 г/м2 |
1,0 |
Металл полированный |
1,2…1,6 |
Пенопласт, белый |
1,0 |
Ткань хлопчатобумажная |
0,6 |
Поливинилхлорид, серый |
0,5 |
Дерево необработанное |
0,4 |
Картон чёрный, блестящий |
0,3 |
Картон чёрный, матовый |
0,1 |