Файл: В.Л. Конюх Исследование характеристик датчиков положения для автоматизации производства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.06.2024
Просмотров: 14
Скачиваний: 0
Министерство образования Российской Федерации Кузбасский государственный технический университет Кафедра гибких автоматизированных производственных систем
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
Методические указания к лабораторным работам по курсу "Информационные устройства и системы в робототехнических системах" для подготовки студентов по направлению 552900 – "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств"
Составители В.Л.Конюх С.А.Черданцев
Утверждены на заседании кафедры Протокол № 23 от 23.11.99
Рекомендованы к печати методической комиссией по направлению 552900 Протокол № 240 от 7.12.99
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ
Кемерово 2000
!
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Датчик положения (путевой переключатель) выдает электрический сигнал при прохождении объектом определенного положения в пространстве. В его структуру (рис. 1) входят: переключающий упор 1, жестко связанный с перемещающимся объектом; чувствительный элемент 2, преобразующий перемещение переключающего упора в электрический сигнал; релейный элемент 3, преобразующий электрический сигнал в состояние "включено" или "выключено", и исполнительный элемент 4, с выхода которого сигнал положения передается в систему управления.
!" |
|
! |
|
|
!" |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
!
Рис. 1. Структура путевого переключателя:
1 – переключающий упор; 2 – чувствительный элемент; 3 – релейный элемент; 4 – исполнительный элемент
Датчики положения делятся на контактные и бесконтактные. К контактным относятся датчики, в которых управляющий элемент механически воздействует на чувствительный элемент. Это разнообразные рычажные выключатели (рис. 2, а), кулачковые командоаппараты, секционированные троллеи (рис. 2, б). Они просты, дешевы, понятны в применении, но подвержены механическому износу и работают при малых скоростях перемещений (до 300 м/мин).
а) |
б) |
Рис. 2. Контактный датчик положения:
!
а – рычажный выключатель; б – секционированная троллея
Бесконтактные датчики положения не имеют механического контакта с объектом и не ограничивают частоту включений. Они защищены от внешних воздействий и имеют большой срок службы. Бесконтактные датчики характеризуются размерами зоны чувствительности, дифференциалом хода и временем срабатывания. По физическому принципу они делятся на магнитогерконовые, генераторные, индуктивные, емкостные и фотоэлектрические.
2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА
На основании 5 стенда установлены 7 датчиков положения 1-4, размещенные по окружности вращающегося диска 6 с 6 переключающими упорами и стрелкой 9.
|
""" |
|
" |
!" |
! |
|
||
|
|
"!" |
|
|
"" |
! |
!" |
|
|
! |
|
|
|
|
|
"""" |
|
! |
! |
! |
Рис.3 Схема лабораторного стенда: 1 – торцевой датчик; 2 – щелевой датчик;3 – плоскостной датчик; 4 – магнитогерконовый датчик; 5 – основание стенда; 6 – диск с переключающими упорами; 7 – тумблеры включения датчиков и светодиодные индикаторы; 8 – пластина с измерительной линейкой; 9– стрелка.
!
Характеристики датчиков положения, размещенных на основании, приведены в табл. 1
Таблица 1
|
|
Характеристики датчиков положения |
|
|
|
|
Тип |
Принцип действия |
|
|
|
1. ДКП |
Индуктивный |
|
|
|
|
2. |
КВД |
Щелевой генераторный |
3. |
КВП |
Плоскостной генераторный |
4. |
КВД |
Щелевой генераторный |
|
|
|
5. |
КВП |
Плоскостной генераторный |
6. |
КВД |
Щелевой генераторный |
7. |
КЭМГ |
Магнитогерконовый |
Характеристики переключающих упоров показаны в табл. 2.
Таблица 2
Характеристики переключающих упоров
|
Материал |
Ширина, мм |
Длина, мм |
|
Толщина, мм |
|
|
|
|
|
|
1. Сталь |
20 |
50 |
|
1 |
|
2. |
Постоянный магнит |
|
Диаметр 10 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Сталь |
30 |
50 |
|
0,5 |
4. |
Сталь |
20 |
50 |
|
0,5 |
5. |
Сталь |
10 |
50 |
|
0,5 |
6. |
Сталь |
20 |
50 |
|
0,5 |
Питание каждого из датчиков включается тумблером с соответствующим номером на панели. При срабатывании включенного датчика на панели загорается соответствующий индикатор (рис.4).
!
ТУМБЛЕР |
+ 24 В |
!!!!!!
ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЙ |
ИНДИКАТОР |
- 24 В |
УПОР |
|
|
Рис.4. Схема включения датчика
Стенд разработан профессором В.Л. Конюхом и изготовлен студентами группы МР – 961 Е.А. Визгиным, К.А. Левиным и С.А. Черданцевым под руководством преподавателя М.А. Калачева.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ИЗМЕРЕНИЕ ЗОНЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДАТЧИКОВ
ПОЛОЖЕНИЯ
Цель работы – оценка величины зоны чувствительности датчиков положения разного типа при перемещении различных переключающих упоров.
Зоной чувствительности датчика положения X называется зона, в которой перемещение объекта на расстоянии Y приводит к появлению выходного сигнала датчика (рис. 5).
!
!"
Рис. 5. Зона чувствительности датчика положения
Порядок работы
1. Включите питание стенда.
!
2.Включите питание первого датчика.
3.Поворачивая диск по часовой стрелке, добейтесь срабатывания датчика, при котором включится соответствующий индикатор.
4.Остановите круг в точке срабатывания и зафиксируйте стрелку
вположении “0”.
5.Поворачивайте диск по часовой стрелке, пока не погаснет инди-
катор.
6.По величине поворота круга определите зону чувствительности датчика в миллиметрах.
7.Повторите эти действия с первым датчиком для остальных переключающих упоров.
8.Повторите эти действия для остальных датчиков.
Оформление результатов работы
|
По |
результатам измерений |
заполните |
следующую |
таблицу |
||||||
(табл.3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
Зона чувствительности датчиков положения |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
|
Принцип действия |
|
|
Переключающий упор |
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
1. ДКП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
КВД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
КВП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
КВД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
КВП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
КВД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
КЭМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопоставляя данные измерений, ответьте на вопросы:
1. Насколько отличаются зоны чувствительности однотипных датчиков?
2. Какой переключающий упор обеспечивает наименьшую зону чувствительности?
!
3.Какой датчик имеет минимальную зону чувствительности?
4.Зависит ли зона чувствительности от направления движения объекта?
Отчет о работе должен содержать:
1. Схему стенда.
2.Методику работы.
3.Таблицу результатов.
4.Ответы на вопросы.
5.Ваши выводы о возможностях и применении датчиков в задачах автоматизации производства.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. ИЗМЕРЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ХОДА ДАТЧИКОВ
ПОЛОЖЕНИЯ
Дифференциалом хода ? называют разность между точкой включения датчика при прямом и точкой отключения при обратном перемещении объекта (рис. 6 ). Эта характеристика нужна для оценки точности контроля положения объекта.
? |
Рис. 6. Дифференциал хода датчика положения
Порядок работы
1. Включите питание стенда.
2. Включите питание первого датчика.
!
3.Поворачивая диск по часовой стрелке, добейтесь срабатывания датчика, при котором включится соответствующий индикатор.
4.Остановите круг в точке срабатывания и зафиксируйте стрелку
вположении “0”.
5.Поворачивайте диск в обратном направлении, пока не погаснет индикатор.
6.По расстоянию между точками включения и отключения датчика определите дифференциал хода датчика.
7.Повторите эти действия с первым датчиком для остальных переключающих упоров.
8.Повторите измерения для остальных датчиков.
Оформление результатов
|
По |
результатам измерений |
заполните |
следующую |
таблицу |
|||||
(табл.4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
Дифференциал хода датчиков положения, мм |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
|
Принцип действия |
|
Переключающий упор |
|
||||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
1. ДКП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
КВД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
КВП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
КВД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
КВП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
КВД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
КЭМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопоставляя данные измерений, ответьте на вопросы:
1. Насколько отличаются величины дифференциала хода у однотипных датчиков?
2.Какой переключающий упор обеспечивает наименьший дифференциал хода?
3.Какой датчик имеет минимальный дифференциал хода?
!
Отчет о работе должен содержать:
1. Схему стенда.
2.Методику работы.
3.Таблицу результатов.
4.Ответы на вопросы.
5.Ваши выводы о применении датчиков в задачах автоматизации производства.
Составители Владимир Леонидович Конюх Сергей Анатольевич Черданцев
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
Методические указания к лабораторной работе по курсу "Информационные устройства и системы в робототехнических системах" для подготовки студентов по направлению 552900 – "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств"
Редактор З.М. Савина
ЛР № 020313 от 23.12.96.
Подписано в печать 01.02.2000. Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,5. Тираж 50 экз. Заказ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография Кузбасского государственного технического университета.
650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 а.