Tehnicka sredstva automatike

  • View
    191

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Ispit

Text of Tehnicka sredstva automatike

1.PODELA METROLOGIJEMetrologiju mozemo podeliti na: ZAKONSKU -Oblast koju regulise drzava zakonima i propisima. Zakonska metrologija obezbedjuje: -merno jedinstvo u zemlji -razvoj metrologije u skladu sa tehnoloskim razvojem zemlje -povecanje kvaliteta roba i usluga -zastitu potrosaca u kupoprodajnim odnosima i kontrolisanu zastitu covekove zivotne i radne sredine. INDUSTRIJSKU -Oblast koja omogucuje da se industrijski i drugi proizvodi izradjuju u skladu sa medjunarodnim i regionalnim standardima. -Kvalitet proizvoda predstavlja skup osobina kojim se ostvaruje kvalitet rada i zivljenja.Ocenjivanje kvaliteta je merenje karakteristika velicina. NAUCNU -Oblast koja objedinjuje razvojni i naucno istrazivacki rad u oblasti metrologije,i koja ukljucuje merenje najvece tacnosti i preciznosti u metroloskim laboratorijama.

2.UPOTREBNE KARAKTERISTIKE MERNIH INSTRUMENATA-Normalni uslovi odredjuju granice merene velicine unutar kojih se moze primeniti merni uredjaj. -Granicni uslovi su granicne vrednosti normalnih uslova,tj.vrednosti merene velicine za koje je jos uvek moguce merenje bez degradacije instrumenta. -Referentni uslovi su tacno zadati uslovi u kojima se mora obaviti merenje. MERNI OPSEG I RASPON -Merni opseg je skup vrednosti merne velicine za koje je greska merenja unutar dozvoljenih granica (npr. Voltmetar koji meri od 0 do 100 V,ampermetar koji meri od 0 do 10mA).

3.STATICKE KARAKTERISTIKE MERNIH INSTRUMENATA1-TACNOST 2-PRECIZNOST 3-REZOLUCIJA 4-LINEARNOST 5-OSETLJIVOST 6-POKRETLJIVOST 7-STABILNOST 8-PONOVLJIVOST 9-HISTEREZIS 10-ULAZNA I IZLAZNA IMPEDANSA 1-TACNOST Stepen slaganja pokazivanja mernog instrumenta sa stvarnom vrednoscu merene velicine. 2-PRECIZNOST Sposobnost da aparat pokazuje vrednosti koje su medjusobno bliske ili iste. 3-RAZLAGANJE Sposobnost razlikovanja bliskih vrednosti 4-LINEARNOST Mera odstupanja staticke karakteristike od idealne prave 5-OSETLJIVOST Moze da bude konstantna ili da zavisi od velicine merne velicine.K=y/x 6-POKRETLJIVOST Velicina promene ulaznog signala koja ce dovesti do inicijalnog pomeraja 7-STABILNOST Definise se u odnosu na razne promene,ali se pre svega odnosi na promene u vremenu. 8-HISTEREZIS Pojava koja dovodi do neponovljivog pokazivanja instrumenta u zavisnosti od nacina promena ulazne velicine pri merenju. 9-ULAZNA I IZLAZNA IMPEDANSA Najjednostaviji nacin za razumevanje je posmatranje jednostavnog rednog elektricnog kola u kome su merena struja i mereni napon funkcija unutrasnje impedanse izvora,prikljucene impedance i efektivne vrednosti signala.

4.OPSTE KARAKTERISTIKE SENZORA-SENZOR ili MERNI ELEMENT detektuje merenu velicinu od interesa -TRANSMITER-pretvara izlazni signal senzora u standardizovani signal -TRANSDUCER ili MERNI PRETVARAC-pretvara fizicku velicinu u alternativnu formu:elektricni signal,pneumatski signal,hidraulicni signal -TRANSDUCER = senzor + transmiter -Cesto su senzor i transducer isti element Znacaj senzora je prikupljanje podataka o objektu ili procesu u svrhu: -dijagnostike,analize,projektovanja,upravljanja Primenjuje se u oblastima kao sto su:gradjevinarstvo,svemirske tehnologije,u automobilima,biomedicini itd. Kalibracija ili staticka karakteristika senzora je relacija izmedju fizicke velicine X i mernog signala S.Senzor se kalibrise dovodjenjem na njegov ulaz elemente skupa poznatih vrednosti fizicke velicine i snimajuci odziv. Dodatni ulazi senzora: -INTERFERENTNI-odziv senzora predstavlja linearnu kombinaciju interferentnog ulaza i ulaza za merenu fizicku velicinu. -MODIFIKUJUCI-ovaj ulaz menja staticku karakteristiku senzora

5.DINAMICKE KARAKTERISTIKE SENZORA SA PRIMERIMA-Odziv senzora na promenljivu pobudu se razlikuje u odnosu na odziv na konstantnu pobudu. -Razlog je postojanje elemenata koji akumuliraju energiju: -inercije:masa,induktivnost... -kapacitivnu:elasticnost,el.kapacitivnost,termicka kapacitivnost SENZORI sa karakteristikom prenosa nultog reda -Karakteristike:nulto kasnjenje,beskonacan propusni opseg,nema promene faze. -Ne postoje elementi koji akumuliraju energiju. SENZORI sa karakteristikom prenosa prvog reda -Ima jedan element koji akumulira energiju. -Imamo step odziv. PRIMER:

SENZORI sa karakteristikom prenosa drugog reda -Postoje 2 elementa koji akumuliraju energiju

k - staticko pojacanje - faktor priguenja n - prirodna uestanost PRIMER: -Termometar sa zastitnom caurom -Akscelerometar sa prigusenom masom i oprugom

6.KLASIFIKACIJA SENZORADISKRETNI - izlazni signal moze imati samo diskretne predefinisane vrednosti Moze biti: binarni i digitalni BINARNI: Izlaz se moze naci u 2 stanja -Izlaz je najcesce u obliku kontakta ili open kolektor tranzistora koji ima stanje: Ukljuceno(zatvoren kontakt) / Iskljuceno (otvoren kontakt) -Podela binarnih senzora prema stanju izlaza kad senzor nije aktiviran: NO (normalno otvoren izlaz) / NC (normalno zatvoren izlaz) -Podela binarnih senzora prema tipu izlaza: NPN struja ulazi u izlaz senzora PNP struja izlazi iz izlaza senzora -Primeri:granicni prekidaci,nivostati,presostati,blizinski detektori DIGITALNI: Izlazni podatak u paralelnom digitalnom formatu ili u obliku povorke impulsa koji se prebrojavaju -Primer:-Apsolutni opticki enkoder -Inkrementalni opticki enkoder ANALOGNI-iznazni signal moze imati bilo koju vrednost unutar predefinisanog opsega -Odziv im je u obliku kontinualnog analognog signala predefinisanog tipa i opsega -Prednosti:daju vise informacija o procesu nego diskretni senzori -Nedostaci: -veca kompleksnost u poredjenju sa diskretnim senzorima -veca podloznost uticaju suma.

7. U/I KONVERTORI-Pretvaraju naponski signal u standardni strujni -Zahtevana visoka tacnost,linearnost i mali temperaturni drift -Konstrukcija: -Tranzistorski -Bazirani na OpAmp -Integrisani -Invertujuci pojacavac kao U/I konvertor -Strujni izvor sa OpAmp-om

-Karakteristike: -Prijemnik signala referenciran prema masi -Laserski trimovani otpornici obezbedjuju visoku tacnost -Greska linearnosti ispod 0.005% -Ugradjeni otpornici za izbor ulaznog i izlaznog opsega -Minimalan broj eksternih komponenti

8. EKSPANZIONI TERMOMETRI-Termometri su pokazni elementi,nisu elementi sa kojih se signal moze odvesti na upravljanje. -Princip rada: -U balonu se menja pritisak zagrevanjem. -Usled povecanja pritiska spirala se krivi,odnosno tezi da se ispravi.Usled toga dolazi do zakretanja kazaljke. -Druga spirala se krivi u suprotnom smerukompenzaciona spirala. -Kompenzaciona spirala sluzi da anulira polozaj prve spirale ukoliko se ona krivi bez uticaja pritiska balona,npr usled temperature ambijenta.

9. TERMOPAROVI-Termopar je senzor zamerenje temperature kod kog je moguce signale iskoristiti za upravljanje. -Cine ga dva provodnika razlicitih materijala. -Karakteristike: -aktivan senzor -vrlo mali izlazni napon -nelinearna staticka karakteristika -meri razliku temperatura -kompenzacija hladnog kraja -parazitni termospojevi -Nacini spajanja: -zavarivanje topljenjem -lemljenje -potapanje u zivu ili rastopljen metal -lemljenje za treci metal -pricvrscenje stezaljkom ili trakom -usled koncentracije elektrona na krajevima -usled temperaturnog gradijenta

10. TERMOOTPORNI SENZORI TEMPERATURE-Termootporni senzori temperature imaju osobinu da im se otpornost menja sa promenom temperature.Termootpornici se najcesce prave od platine (Pt100) jer imaju osobinu da im je otpornost 100 na 0C -Postoje razni transmiteri koji pretvaraju temperaturu u strujni/naponski signal.Najbolje bi bilo kada bi se transmiteri smestili u samu glavu termootpornika ali nekada zbog temperature okruzenja to nije moguce. -Cetvorozicni spoj -Dve zice sluze za napajanje termootpornika,na njima dolazi do pada napona. -Dve zice sluze za merenje napona na samom termootporniku,kroz njih ne tece struja pa nema ni pada napona. -Postoji i trozicni spoj koji daje isti kvalitet merenja kao i cetvorozicni.

11. TENZOMETARSKI SENZORI-Tenzometarski senzori se mogu koristiti za merenje sile i pritiska. -Tenzometarske trake imaju sposobnost da menjaju otpornost usled istezanja ili skupljanja (elasticna deformacija).Za merenje sile tenzometarska traka se postavlja na ukljestenu gredu. -Kada se tenzometarska traka istegne otpornost joj raste i obrnuto. -Postoji vise nacina izrade: -Slobodna zica koja je upeta na krajevina na odgovarajucem skeletusa pomeranjem pomicnog dela skeleta dolazi do istezanja ili sabijanja ziceproporcionalno nastaloj deformaciji menja se otpor zice. -Metalni cilindar u obliku folije,ovaj tip tenzoelementa najvise je zastupljen u tehnici senzora. -Tankoslojni metalni otpornik trajno deponovan na deformacionoj povrsini -Poluprovodnicki otpornik unesen difuzionim postupkom u deformacioni element od silicijuma.

12. SENZORI PRITISKA-Pritisak predstavlja delovanje sile po jedinici povrsine. -Senzor pritiska se sastoji od deformacionog elementa,pretvaraca deformacije u napon,struju i napajanje.Deformacioni element je najcesce membrana. -Usled pritiska membrana se deformise sferno ali prilicno malo pa je oubicajeno da se membrana pravi od zguzvanog materijala.Time se postize veca elasticnost a samim tim i veca deformacija. -Osim membrane postoji i meh,burdonova cev,i usukana burdonova cev. -Za mereje deformacije moze se koristiti promenljivi otpornik ciji je klizac povezan na deformacioni element promena otpornosti odgovara promeni pritiska. -Danasnji senzori pritiska uglavnom rade na principu tenzometarskih traka koje se ugradjuju u membrani. -Osnovni problem je sto se otpornost tenzometarskih traka moze menjati i usled temperature. -Da bi se otklonio uticaj temperature tenzometarski otpornici se postavljaju u Vitstonov most. -Kapacitivni senzori pritiska se koriste za merenje malih vrednosti pritiska.U zavisnosto koji je pritisak veci membrana ce se deformisati,pa se i kapacitivnost menja.

13. SENZORI PROTOKA SA PRIGUSNICOM-U tok fluida postavlja se prepreka u obliku suzenja cevi -Ispred i iza prepreke dolazi do promene p