Состав экспериментального стенда фирмы « FESTO»



Экспериментальный стенд включает функциональный набор тест-объектов (таблица 1), поперечную плиту, на которой закреплены позиционер с оптическим датчиком и электронным штангенциркулем, цифровой мультиметр и блок питания.

 

Таблица 1 – Перечень функциональных тест-объектов FP1120

 № объекта Форма объекта Материал объекта Цвет объекта Назначение объекта
3 Прямоугольник Оцинкованная сталь Серый

Измерение жесткости материала

4

Квадрат

Нержавеющая сталь Зеркальный
5 Алюминий Серебристый
6 Латунь Золотистый
7 Медь Медный
8 Квадрат Пластмасса Белый/Серый Калибровка функции преобразования датчика
17

Квадрат

Пластмасса Серый

Измерение оптической прозрачности среды

18 Оргстекло Прозрачное
19

Пластмасса

Красный
20 Синий
21 Черный
22 Белый
23 Пластина без выступа

Пластмасса

Темно-серый

Измерение толщины материала

24

Пластина с выступом

25
26
27
28
29

Результаты эксперимента:

1. Определения дальности действия оптического датчика.

(мм), (мА),

 (мА), (мм),

,  (мм).

 

2. Измерение функции преобразования оптического датчика.

В таблицах 2 и 3 приведены снятые показания мультиметра в ходе эксперимента по перемещению тест – объектов № 8 и № 23 относительно оптического датчика.

 

Таблица 2 – Функция преобразования оптического датчика для белой поверхности тест-объекта № 8

s, мм 0 1 2 3 4 5

6

7 8 9 10 15 20 25
I, мА 3,25 3,26 3,26 3,26 3,27 3,27

3,29

3,3 3,8 4,25 4,7 6,85 9,8 12
s, мм 30 35 40 45 50

55

 

I, мА 14,3 16,6 18,9 21,5 23,3

25,8

                               

 

 

Таблица 3 – Функция преобразования оптического датчика для серой поверхности тест-объекта № 23

s, мм 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25
I, мА 5,2 5,5 5,6 5,8 6 6,2 6,5 6,9 7,4 7,9 8,6 10,7 12,8 15,1
s, мм 30 35 40 45 50 55

 

I, мА 17,4 19,6 21,5 23,9 26 28

Графики зависимости среднего значения силы тока от расстояния до оптического датчика  представлены на рисунке 3.

 


Рисунок 3 – Графики зависимостей среднего значения силы тока I на выходе оптического датчика от расстояния s до него I =φ( s ), для тест-объектов №8 и №23

3. Измерение диаграммы направленности оптического датчика.

       В таблице 4 приведены значения силы тока на выходе оптического датчика в зависимости от различного угла поворота тест-объекта №23 относительно датчика.

 

Таблица 4 – Измерение диаграммы направленности оптического датчика

Тест-объект № 23 (серая поверхность); 4 (мм)

Угол 0 2,5 5,0 7,5 10,0 15,0 20,0 25,0
Выходной ток , мА 5 6,5 8,1 10 11,5 14,5 17,5 20,5
Угол 0 − 2,5 −5,0 −7,5 −10,0 −15,0 −20,0 −25,0
Выходной ток , мА 5 4,5 3,8 3,4 3,0 2,3 1,5 0,5

Тест-объект № 23 (серая поверхность);  8,5 (мм)

Угол 0 2,5 5,0 7,5 10,0 15,0 20,0 25,0
Выходной ток , мА 10 11,5 13 15 16,5 19,5 22,5 25,5
Угол 0 − 2,5 −5,0 −7,5 −10,0 −15,0 −20,0 −25,0
Выходной ток , мА 10 8,9 7,9 7,2 6,5 5,6 4,5 3,2

Тест-объект № 23 (серая поверхность); 12,6 (мм)

Угол 0 2,5 5,0 7,5 10,0 15,0 20,0 25,0
Выходной ток , мА 15 16,5 18,1 20,1 21,5 24,5 27,6 30,6
Угол 0 − 2,5 −5,0 −7,5 −10,0 −15,0 −20,0 −25,0
Выходной ток , мА 15 13,1 11,5 10,1 9,4 8,5 7,5 6,3

Графики зависимости силы тока от угла поворота тест-объекта относительно оптического датчика  представлены на рисунках 4 и 5.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – График зависимости среднего значения силы тока I на выходе ОД от угла порота α>0° тест-объекта №23, при расстоянии s 1 = 4 (мм), s 2 = 8,5 (мм), s 3 =12,6 (мм)

 

 

 

 

 


Рисунок 5 – График зависимости среднего значения силы тока I на выходе ОД от угла порота α <0° тест- объекта №23, при расстоянии s 1 = 4 (мм), s 2 = 8,5 (мм), s 3 =12,6 (мм)

 

4. Измерение толщины материала оптическим датчиком.

В таблице 5 приведены значения силы тока на выходе оптического датчика в зависимости от различного расстояния тест-объекта № 23 относительно датчика.

 

Таблица 5 – Калибровка оптического датчика толщины тест-объект № 23

s, мм 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
I, мА 0 0,9 1,8 2,9 3,5 4,5 5,5 6 7 7,5 8,5
s, мм 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30

 

I, мА 10,5 12,9 14,6 16,9 18,9 20,5 22,5 25,4

 

 

График зависимости значения силы тока от расстояния до оптического датчика I=φ(s) представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 – График зависимости  силы тока I на выходе оптического датчика s от расстояния до него I =φ( s ), для тест-объекта № 23

В таблицах 6 и 7 приведены экспериментальные данные опыта по определению толщины тест-объектов.

 

Таблица 6 – Выходной ток датчика для тест-объектов № 24-27

15 мм

I, мА

Пластина № 24 Пластина № 25 Пластина № 26 Пластина № 27
12 10 7,8 5,6

 

 

Таблица 7 – Измерение толщины материала оптическим датчиком

Тест-объект Ток I, мА Расстояние  мм Разность  мм
Пластина  24 12 14 1
Пластина  25 10 11,9 3,1
Пластина 26 7,8 9,1 5,9
Пластина 27 5,6 6,5 8,5

 

В таблице 8 приведены результаты расчета погрешности измерений толщины тест-объекта оптическим датчиком.

Таблица 8 – Определение погрешности измерения толщины

15 мм

Тест-объект Измерение штангенциркулем мм Измерение датчиком мм Абсолютная погрешность  измерения мм Относительная погрешность  измерения %
Пластина № 24 1,06 1 0,06 5,66
Пластина № 25 3,06 3,1 0,04 1,31
Пластина № 26 6,00 5,9 0,1 1,67
Пластина № 27 8,85 8,5 0,35 3,95

 

Выводы:

– исследованный в работе датчик работает на оптоэлектронном эффекте – явление возникновения электрического тока в полупроводнике при его световом облучении.

– исследованный в работе датчик, является оптическим рассеивающим датчиком, который представляет собой генератор тактовых импульсов посылаемых на фото-излучатель, принимаемых фотоприемником. Результат логически перемножается с входными импульсами, усиливается и преобразуется в выходной ток.

– используя оптический датчик, можно определять значения жесткости исследуемого объекта, различать цвет и шероховатость и определить линейные геометрические параметры исследуемых объектов.


Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 59; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!