CW3a.pdf

(1762 KB) Pobierz

QPrint

ĘWICZENIE 3.

POMIARY WIELKOĺCI MECHANICZNYCH (MASY, SIýY, MOMENTìW GNġCYCH)

KursywĢ oraz * zaznaczono rozszerzony program ęwiczenia

Tensometryczne pomiary masy, siþy i momentu gnĢcego. Kalibracja wagi tensometrycznej

Opracowanie sprawozdania.

Tensometry sĢ czujnikami reagujĢcymi zmianĢ rezystancji na odksztaþcenia wzdþuŇne,

ktrym sĢ poddawane po naklejeniu ich na podþoŇe. ZnajdujĢ bardzo szerokie zastosowanie w

technice pomiarowej rŇnych wielkoĻci nieelektrycznych m.in. w wagach tensometrycznych.

Konstrukcje wag mogĢ byę rŇne, ale oglna zasada polega na zastosowaniu elementu

sprħŇystego, ktry podlega odksztaþceniu pod dziaþaniem siþy ciħŇkoĻci wywoþanej przez

waŇony przedmiot. Konstrukcja mechaniczna wagi powinna zapewnię proporcjonalnĢ, lub

prawie proporcjonalnĢ zaleŇnoĻę odksztaþcenia elementu sprħŇystego od dziaþajĢcej siþy, czyli

rwnieŇ od masy waŇonego przedmiotu.

Jednym z moŇliwych rozwiĢzaı jest zastosowanie jednostronnie podpartej belki jako

elementu sprħŇystego, zginanego siþĢ ciħŇkoĻci masy umieszczonej na jej wolnym koıcu.

1. Pomiary wymiarw belki

UŇywajĢc suwmiarki i Ļruby mikrometrycznej zmierzyę wymiary belki zginanej o ksztaþcie

jak na rysunku 3.1.

l

Tensometry

h

l

Rys. 3.1

d

Wymiary

d [mm]

h [mm]

l 1 [mm ]

2. Kalibracja belki jako wagi tensometrycznej

Za pomocĢ wagi z odczytem cyfrowym wyznaczyę masħ trzech ciħŇarkw i zapisaę w

tabelce poniŇej.

UŇywajĢc tych ciħŇarkw przeskalowaę ukþad elektrycznego pomiaru masy wg rysunku 3.2.

PodþĢczyę przewody zgodnie z kolorami koıcwek i zaciskw. Przed pomiarem wyzerowaę

potencjometrem ukþad wraz z wieszadeþkiem.

656195062.051.png

656195062.062.png

656195062.065.png

656195062.066.png

656195062.001.png

656195062.002.png

656195062.003.png

656195062.004.png

656195062.005.png

656195062.006.png

656195062.007.png

656195062.008.png

656195062.009.png

656195062.010.png

Wzmacniacz

Woltomierz

cyfrowy

V

OdwaŇnik

Rys. 3.2

Obliczyę stosunek C masy poszczeglnych odwaŇnikw do wartoĻci zmierzonego napiħcia i

obliczyę nastħpnie wartoĻę ĻredniĢ z tych trzech wartoĻci C Ļr = (C 1 +C 2 +C 3 )/3. Wyniki zapisaę

w tabelce.

OdwaŇnik Nr

Masa m [g]

Napiħcie [V]

Stosunek masy do

napiħcia C =m/V[g/V]

WartoĻę Ļrednia C Ļr

----------------------- -------------------------

3. WaŇenie

Zawiesię na belce przedmiot o nieznanej masie, odczytaę wartoĻę napiħcia U na woltomierzu

cyfrowym i obliczyę nieznanĢ masħ m = C Ļr *U

U [V ]

C Ļr [g/V]

m [g ]

* Przeliczyę wskazania przyrzĢdu na jednostki siþy przyjmujĢc wartoĻę przyspieszenia

grawitacyjnego rwnĢ g = 9.81 m/s 2 . JednostkĢ siþy jest Niuton 1N=1kg*1m/1sek 2 .

* Obliczyę maksymalnĢ wartoĻę momentu gnĢcego dziaþajĢcego na belkħ. JednostkĢ

momentu jest 1 Nm=1N*1m. Wyniki zamieĻcię w tabelce.

Siþa F=m*g [N]

Moment M=F*l 1 [Nm]

* PodþĢczyę oscyloskop w miejsce woltomierza. PobudzajĢc belkħ do drgaı zaobserwowaę

ich ksztaþt i czas tþumienia w zaleŇnoĻci od masy zaþoŇonych ciħŇarkw. Naszkicowaę ksztaþt

obserwowanych przebiegw.

656195062.011.png

656195062.012.png

656195062.013.png

656195062.014.png

656195062.015.png

656195062.016.png

656195062.017.png

656195062.018.png

656195062.019.png

656195062.020.png

656195062.021.png

656195062.022.png

656195062.023.png

656195062.024.png

656195062.025.png

656195062.026.png

656195062.027.png

656195062.028.png

656195062.029.png

656195062.030.png

656195062.031.png

656195062.032.png

656195062.033.png

656195062.034.png

656195062.035.png

656195062.036.png

656195062.037.png

656195062.038.png

* PodþĢczyę generator sygnaþowy do oscyloskopu wedþug rysunku 3.3.

Oscylosk

op

Wzmacniacz

Y

Y

Generator

sygnaþowy

OdwaŇnik

Rysunek 3.3

PrzeþĢczyę oscyloskop w tryb pracy X-Y. Przy rŇnych odwaŇnikach obciĢŇajĢcych belkħ

kolejno pobudzaę belkħ do drgaı. Regulowaę czħstotliwoĻę generatora tak aby na ekranie

pojawiaþa siħ zanikajĢca elipsa, ktra nie wiruje. Wwczas czħstotliwoĻę drgaı belki jest

rwna czħstotliwoĻci generatora. Odczytaę nastawy generatora w tym stanie dla trzech

rŇnych odwaŇnikw obciĢŇajĢcych belkħ. Wyniki odczytu zapisaę w tabelce.

* OdwaŇnik Nr

* CzħstotliwoĻę

generatora [Hz]

4. Skalowanie wagi tensometrycznej.

W ukþadzie jak na rysunku 3.2 zastĢpię belkħ fabrycznym tensometrycznym czujnikiem masy.

PodþĢczyę przewody zgodnie z kolorami koıcwek i zaciskw . Wyzerowaę ukþad

potencjometrem. Dokonaę odczytu woltomierza dla trzech rŇnych mas zadanych

odwaŇnikami w zakresie 1 Î 4 kg. Wyniki zapisaę w tabelce.

656195062.039.png

656195062.040.png

656195062.041.png

656195062.042.png

656195062.043.png

656195062.044.png

656195062.045.png

656195062.046.png

656195062.047.png

656195062.048.png

656195062.049.png

656195062.050.png

656195062.052.png

656195062.053.png

656195062.054.png

656195062.055.png

656195062.056.png

656195062.057.png

656195062.058.png

Masa odwaŇnika m [kg]

Odczyt woltomierza

U [V]

Staþa wagi C=m/U

[kg/V]

WartoĻę Ļrednia staþych

C Ļr [kg/V]

------------------------- -------------------------

Obliczyę "StaþĢ wagi" tj. stosunek C masy poszczeglnych odwaŇnikw do wartoĻci

zmierzonego napiħcia i obliczyę nastħpnie wartoĻę ĻredniĢ z tych trzech wartoĻci C Ļr =

(C 1 +C 2 +C 3 )/3

5. Dostrajanie wskaŅnika cyfrowego

Aby moŇna byþo þatwo stosowaę przetwornik do pomiarw moŇna zamiast uniwersalnego

woltomierza cyfrowego zastosowaę dedykowany przyrzĢd cyfrowy (dziaþajĢcy na zasadzie

woltomierza), ktrego odczyty bħdĢ wyraŇaþy wprost wartoĻci wielkoĻci mierzonej w

odpowiednich jednostkach. PrzyrzĢd taki musi byę wyposaŇony w elementy regulacyjne,

ktre umoŇliwiajĢ ustawianie jego czuþoĻci napiħciowej, oraz átarowanieÑ czyli ustawianie

zera.

Aby dostroię wskaŅnik cyfrowy (rys. 3.4) naleŇy wykonaę nastħpujĢce czynnoĻci:

1) Ustawię zakres wskaŅnika ( V lub mV ) w zaleŇnoĻci od maksymalnej wartoĻci

napiħcia wyjĻciowego przetwornika uzyskanego w procesie kalibracji

2) ZaþĢczyę wskaŅnik na wyjĻcie przetwornika

3) PrzeþĢcznik pod gaþkĢ á0Ñ przeþĢczyę w pozycjħ ustawianie

4) Pokrħtþem zerowania doprowadzię do wyĻwietlenia samych zer na wyĻwietlaczu

wskaŅnika

5) Wybraę jeden z punktw pomiarowych skalowania w przybliŇeniu w Ļrodku zakresu

(dla odwaŇnika o Ļredniej masie np. 2kg) m s i odczytaę z tabelki wartoĻę napiħcia U s

6) PomnoŇyę wartoĻę U s przez ĻredniĢ staþĢ kalibracji C Ļr i obliczyę skalujĢcĢ wartoĻę

m sk m sk = U s . C Ļr = ...............................

7) PrzeþĢcznik pod gaþkĢ ÐzakresÑ przeþĢczyę w pozycjħ ustawianie

8) ObciĢŇyę wagħ wybranym odwaŇnikiem (o Ļredniej masie np. 2 kg) i ustawię na

wskaŅniku wartoĻę m sk , posþugujĢc siħ pokrħtþem zmiany czuþoĻci.

Po wykonaniu powyŇszych czynnoĻci wskaŅnik cyfrowy jest tak ustawiony, Ňe pokazuje

wprost wartoĻci wielkoĻci mierzonej wg Ļredniej staþej kalibracji .

Ustawianie ÐzeraÑ

Ustawianie czuþoĻci

PrzeþĢcznik zakresu

Rys. 3.4

656195062.059.png

656195062.060.png

656195062.061.png

656195062.063.png

656195062.064.png

6. WaŇenie

UmieĻcię na wadze przedmiot o nieznanej masie, odczytaę wprost ze wskaŅnika jego masħ M.

M = ......................

Aparatura:

1. Belka z tensometrami + wieszadeþko + ciħŇarki

2. Wzmacniacz do tensometrw

3. Uniwersalny miernik cyfrowy

4. Waga cyfrowa

5. Oscyloskop

6. Generator sygnaþowy

7. WskaŅnik cyfrowy

8. Tensometryczny czujnik masy

9. OdwaŇniki

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

12122010389.jpg (451 KB)
12122010390.jpg (381 KB)
12122010391.jpg (435 KB)
CW07.pdf (313 KB)
CW08.pdf (294 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin