Úloha je zaměřena na pochopení principu funkčnosti reflexního snímače určeného pro bezkontaktní měření otáček. Snímač MM-0024 generuje pulsy a následným zpracováním a analýzou lze z těchto pulsů určit aktuální otáčky.
Seznamte se se snímačem MM-0024, s technickými daty a jeho možnostmi nasazení.
Změřte statickou charakteristiku závislost frekvence pulsů na hodnotě napájecího napětí DC motoru.
Vyneste závislost naměřených dat do grafů a proveďte jejich vyhodnocení.
Fotoelektrická sonda MM-0024 je určena pro bezdotykové měření otáček pro spouštění (triggering) přístrojů pro měření vibrací a vyvažování, synchronizované s rotujícími nebo vratnými částmi strojů. Obsahuje kombinovaný infračervený vysílač a přijímač, provozní dosah až 800 mm (31,5 palce) a rychlost až 20 000 ot. /min, nízká spotřeba energie při napájení 4 až 12 V DC, bez fyzického kontaktu s rotující součástí stroje.
Obr. 1 Princip snímače MM-0024
Na rotující komponentě je umístěná reflexní plocha, která odráží zdrojový paprsek zpět na snímač a generuje tak puls. Ten pak snímá vstupní jednotka a aplikace v PC průběh tohoto signálu zobrazuje a ukládá do souboru.
Postup výpočtu otáček
Metoda A (Měření frekvence): Počítá se množství pulsů za pevnou časovou jednotku.
Metoda B (Měření periody): Měří se čas T (v s, ms apod.) mezi dvěma po sobě jdoucími pulsy.
Použití metody závisí na rychlosti otáčení.
Vysoké otáčky: Využijte Metodu A (čítání), která je přesnější pro rychlé točení.
Nízké otáčky: Využijte Metodu B (měření periody), u které by čítání pulsů za sekundu trvalo příliš dlouho.
Obr. 4 USB jednotka NI USB 6009
NI USB-6009 je multifunkční zařízení (DAQ převodník) od společnosti National Instruments, které slouží k propojení fyzického světa (senzorů, tlačítka, napětí) s počítačem přes USB rozhraní. Obsahuje 8 single-ended nebo 4 diferenční kanály (14bitové rozlišení, až 48 kS/s), 2 kanály (12bitové rozlišení, generování napětí 0–5 V), 12 digitálních linek (TTL/CMOS rozhraní) a 1× 32bitový čítač událostí.
Hlavní využití:
Měření fyzikálních veličin (napětí, teplota ze senzorů, tlak, světlo).
Řízení externích obvodů (spínání relé, ovládání LED, generování řídicího napětí).
Laboratorní a testovací úlohy, výuka automatizace nebo měřicí techniky.
Pro záznam dat je k dispozici pro tuto jednotku grafický interface v prostředí LabView s možnosti ukládaní dat do souboru.
Obr. 5 Grafické rozhraní pro záznam dat z jednotky NI USB 6009
Propojte komponenty úlohy pomocí USB rozhraní k PC a napájení dle obr. 1.
Spusťte aplikaci pro obsluhu USB jednotky v prostředí LabView.
Nastavujte napětí na ventilátoru v rozsahu od 10 V–24 V (min 10 úrovni napětí).
Pro každou úroveň napětí zaznamenejte průběh signálu ze snímače MM 0024, každý do samostatného souboru.
Z naměřených dat určete (vypočtěte metodou B), jaké jsou skutečné otáčky pro dané napětí ventilátoru.
Hodnoty uložte do tabulky a sestrojte graf, který zobrazuje závislost rychlosti otáčení ventilátoru na přiloženém napájecím napětí (statická charakteristika ventilátoru – závislost otáček na přiloženém napětí).
Zhodnoťte naměřené charakteristiky senzoru z pohledu linearity, přesnosti měření apod.
Na jakém principu funguje MM 0024 snímač?
Čím je daná přesnost měření pomocí MM 0024 snímače?
Jaké veličiny lze měřit s využitím MM 0024 snímače?
