Transcript

1 Μετρήσεις θέσης και μετατόπισης Μαάιτα Οδυσσέας 15 Δεκεμβρίου 2019

2 Θέση: προσδιορισμός των συντεταγμένων ενός αντικειμένου.

3 Θέση: προσδιορισμός των συντεταγμένων ενός αντικειμένου. Απόλυτη θέση: Προσδιορισμός θέσης με αναφορά σε κάποιο σύστημα συντεταγμένων.

4 Θέση: προσδιορισμός των συντεταγμένων ενός αντικειμένου. Απόλυτη θέση: Προσδιορισμός θέσης με αναφορά σε κάποιο σύστημα συντεταγμένων. Γραμμική μετατόπιση: Η απόσταση μεταξύ οποιουδήποτε σημείου του αντικειμένου ανάμεσα στην αρχική και την τελική του θέση.

5 Θέση: προσδιορισμός των συντεταγμένων ενός αντικειμένου. Απόλυτη θέση: Προσδιορισμός θέσης με αναφορά σε κάποιο σύστημα συντεταγμένων. Γραμμική μετατόπιση: Η απόσταση μεταξύ οποιουδήποτε σημείου του αντικειμένου ανάμεσα στην αρχική και την τελική του θέση. Γωνιακή μετατόπιση: Η γωνία που σχηματίζεται ανάμεσα στις ευθείες που ορίζουν δύο διαφορετικά σημεία του αντικειμένου, στις αρχικές και στις τελικές τους θέσεις.

6 Η αρχή λειτουργίας όλων των αισθητήρων είναι η μετατροπή του φυσικού φαινομένου σε κάποιο ηλεκτρικό σήμα.

7 Η αρχή λειτουργίας όλων των αισθητήρων είναι η μετατροπή του φυσικού φαινομένου σε κάποιο ηλεκτρικό σήμα. Με κριτήριο αν ο αισθητήρας έρχεται σε επαφή με το προς μέτρηση αντικείμενο οι αισθητήρες κατηγοριοποιούνται σε 1 Αισθητήρες μετατόπισης σε επαφή: Συνδέονται μηχανικά, βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο που θέλουμε να μετρήσουμε την μετατόπιση του. 2 Αισθητήρες μετατόπισης από απόσταση: Δεν συνδέονται μηχανικά δεν βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο που θέλουμε να μετρήσουμε την μετατόπιση του.

8 Αισθητήρες μέτρησης μετατόπισης με επαφή Τερματικός διακόπτης θέσης.

9 Μαάιτα Οδυσσέας Μετρήσεις θέσης και μετατόπισης

10 Αισθητήρες μεταβλητής αντίστασης - Ποτενσιόμετρα

11 Αισθητήρες μεταβλητής αντίστασης - Ποτενσιόμετρα

12 Μαγνητικός διακόπτης με γλωσσίδια

13 Υδραργυρικός διακόπτης βαρύτητας

14 Αισθητήρας κλίσης με ηλεκτρολύτη

15 Αισθητήρας κλίσης με φυσαλίδα

16 Γραμμικός και στροφικός επαγωγικός αισθητήρας μετατόπισης 1 Γραμμικά μεταβαλλόμενος διαφορικός μετασχηματιστής Linear Variable Differential Transformer (LVDT).

17 Γραμμικός και στροφικός επαγωγικός αισθητήρας μετατόπισης 1 Γραμμικά μεταβαλλόμενος διαφορικός μετασχηματιστής Linear Variable Differential Transformer (LVDT). 2 Στροφικά μεταβαλλόμενος διαφορικός μετασχηματιστής Rotational Variable Differential Transformer (RVDT).

18 Γραμμικός και στροφικός επαγωγικός αισθητήρας μετατόπισης 1 Γραμμικά μεταβαλλόμενος διαφορικός μετασχηματιστής Linear Variable Differential Transformer (LVDT). 2 Στροφικά μεταβαλλόμενος διαφορικός μετασχηματιστής Rotational Variable Differential Transformer (RVDT). 3

19 Μέθοδοι σύνδεσης ενός LVDT: 1 Μέθοδος ανοικτού αγωγού.

20 Μέθοδοι σύνδεσης ενός LVDT: 1 Μέθοδος ανοικτού αγωγού. 2 Μέθοδος λόγου τάσεων αγωγών.

21 Πιεζοαντίσταση Η αντίσταση ενός αγωγού μπορεί να μεταβληθεί όταν σε αυτόν ασκηθεί κάποιο μέτρο παραμόρφωσης είτε με τη μέθοδο εφελκυσμού είτε με συμπίεση.

22 Μεταλλικά Μηκυνσιόμετρα: Μεταλλικοί αγωγοί που ανιχνεύουν πολύ μικρές αλλαγές στις διαστάσεις τους. Κατασκευάζονται από κράμα χαλκού- νικελίου ή νικελίουχρωμίου.

23 Μεταλλικά Μηκυνσιόμετρα: Μεταλλικοί αγωγοί που ανιχνεύουν πολύ μικρές αλλαγές στις διαστάσεις τους. Κατασκευάζονται από κράμα χαλκού- νικελίου ή νικελίουχρωμίου. Χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση πολύ μικρής μετατόπισης σε εφαρμογές διατάξεων αισθητήρων πίεσης.

24 Μεταλλικά Μηκυνσιόμετρα: Μεταλλικοί αγωγοί που ανιχνεύουν πολύ μικρές αλλαγές στις διαστάσεις τους. Κατασκευάζονται από κράμα χαλκού- νικελίου ή νικελίουχρωμίου. Χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση πολύ μικρής μετατόπισης σε εφαρμογές διατάξεων αισθητήρων πίεσης. Δύο τύποι: 1 Συγκολλημένου τύπου ή επαφής. 2 Μη συγκολλημένου τύπου ή μη επαφής.

25

26

27 Ημιαγωγικές πιεζοαντιστάσεις: Κατασκευάζονται από ημιαγωγικά στοιχεία τύπου p και n τα οποία παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερη ευαισθησία από τα μεταλλικά στοιχεία.

28 Αισθητήρες μέτρησης μετατόπισης από απόσταση χωρίς επαφή Αισθητήρες επαγωγής: Αξιοποιούν την ιδιότητα της επαγωγής και των μεταβολών των δινορευμάτων όταν ένα σιδηρομαγνητικό υλικό κινείται κοντά σε ένα σύστημα από δύο πηνία. Ανήκουν στην κατηγορία των αισθητήρων προσέγγισης και χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση μεταλλικών αντικειμένων, ελέγχου πάχους κλπ...

29 Αισθητήρες μέτρησης μετατόπισης από απόσταση χωρίς επαφή Αισθητήρες επαγωγής: Αξιοποιούν την ιδιότητα της επαγωγής και των μεταβολών των δινορευμάτων όταν ένα σιδηρομαγνητικό υλικό κινείται κοντά σε ένα σύστημα από δύο πηνία. Ανήκουν στην κατηγορία των αισθητήρων προσέγγισης και χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση μεταλλικών αντικειμένων, ελέγχου πάχους κλπ... Αισθητήρες αυτεπαγωγής: Χρησιμοποιούνται στον προσδιορισμό ενός σημείο το οποιό δεν φέρει μαγνητικές ιδιότητες.

30 Αισθητήρες μέτρησης μετατόπισης από απόσταση χωρίς επαφή Αισθητήρες τύπου Hall: Αξιοποιούν το φαινόμενο Hall δηλαδή το φαινόμενο κατά το οποίο αναπτύσσεται τάση στον εγκάρσιο άξονα ενός αγωγού όταν αυτός διαρρέται από ρεύμα κατά το διαμήκη άξονα του αγωγού και βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο κάθετο στον διαμήκη και εγκάρσιο άξονα του αγωγού.

31 Αισθητήρες μέτρησης μετατόπισης από απόσταση χωρίς επαφή Αισθητήρες τύπου Hall: Αξιοποιούν το φαινόμενο Hall δηλαδή το φαινόμενο κατά το οποίο αναπτύσσεται τάση στον εγκάρσιο άξονα ενός αγωγού όταν αυτός διαρρέται από ρεύμα κατά το διαμήκη άξονα του αγωγού και βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο κάθετο στον διαμήκη και εγκάρσιο άξονα του αγωγού. Οπτικοί αισθητήρες μετατόπισης: αποτελούνται από μια πηγή φωτεινής ακτινοβολίας και έναν ανιχνευτή φωτεινής ακτινοβολίας. Η απόσταση και η θέση του αντικειμένου μπορεί να μετρηθεί μέσω της μέτρησης της έντασης της φωτεινότητας που επιστρέφει από την ανάκλαση πάνω στην επιφάνεια του αντικειμένου.

32 Μετρήσεις ταχύτητας και επιτάχυνσης

33 Στροβοσκόπιο Διάταξη που χρησιμοποιείται για την σύγκριση γωνιακής ταχύτητας οδοντωτών μηχανισμών και μηχανών που φέρνουν διακριτά περιστρεφόμενα στοιχεία.

34 Στροβοσκόπιο Διάταξη που χρησιμοποιείται για την σύγκριση γωνιακής ταχύτητας οδοντωτών μηχανισμών και μηχανών που φέρνουν διακριτά περιστρεφόμενα στοιχεία. Αποτελείται από μία γεννήτρια συχνοτήτων και μια βαθμίδα ελέγχου λυχνίας ευγενούς αερίου.

35 Στροβοσκόπιο Διάταξη που χρησιμοποιείται για την σύγκριση γωνιακής ταχύτητας οδοντωτών μηχανισμών και μηχανών που φέρνουν διακριτά περιστρεφόμενα στοιχεία. Αποτελείται από μία γεννήτρια συχνοτήτων και μια βαθμίδα ελέγχου λυχνίας ευγενούς αερίου. Η αρχή λειτουργίας του στηρίζεται στο φαινόμενο κατά το οποίο όταν η λυχνία αναβοσβήνει με συχνότητα ίση με τη συχνότητα περιστροφής του αντικειμένου το αντικείμενο παρουσιάζεται ακίνητο.

36 Στροβοσκόπιο Διάταξη που χρησιμοποιείται για την σύγκριση γωνιακής ταχύτητας οδοντωτών μηχανισμών και μηχανών που φέρνουν διακριτά περιστρεφόμενα στοιχεία. Αποτελείται από μία γεννήτρια συχνοτήτων και μια βαθμίδα ελέγχου λυχνίας ευγενούς αερίου. Η αρχή λειτουργίας του στηρίζεται στο φαινόμενο κατά το οποίο όταν η λυχνία αναβοσβήνει με συχνότητα ίση με τη συχνότητα περιστροφής του αντικειμένου το αντικείμενο παρουσιάζεται ακίνητο.

37 Ταχογεννήτριες Ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος: Παράγουν συνεχή τάση με πλάτος ανάλογο της γωνιακής ταχύτητας του άξονα με τον οποίο έρχονται σε μηχανική σύζευξη.

38 Ταχογεννήτριες Ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος: Παράγουν συνεχή τάση με πλάτος ανάλογο της γωνιακής ταχύτητας του άξονα με τον οποίο έρχονται σε μηχανική σύζευξη. Ταχογεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος: Παράγουν εναλλασσόμενη τάση με συχνότητα ανάλογη της γωνιακής ταχύτητας περιστροφής του άξονα της.

39 Ταχογεννήτριες Ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος: Παράγουν συνεχή τάση με πλάτος ανάλογο της γωνιακής ταχύτητας του άξονα με τον οποίο έρχονται σε μηχανική σύζευξη. Ταχογεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος: Παράγουν εναλλασσόμενη τάση με συχνότητα ανάλογη της γωνιακής ταχύτητας περιστροφής του άξονα της.

40 Γυροσκόπια Διατάξεις μέτρησης γωνιακού ρυθμού περιστροφής ως προς σταθερό άξονα.

41 Γυροσκόπια Διατάξεις μέτρησης γωνιακού ρυθμού περιστροφής ως προς σταθερό άξονα. Χρησιμοποιούνται για τον προσανατολισμό της κίνησης αντικειμένων.

42 Γυροσκόπια Διατάξεις μέτρησης γωνιακού ρυθμού περιστροφής ως προς σταθερό άξονα. Χρησιμοποιούνται για τον προσανατολισμό της κίνησης αντικειμένων.

43 Επιταχυνσιόμετρα χρησιμοποιείται για την τη μέτρηση του μεγέθους της επιτάχυνσης. Επίσης για τη μέτρηση δονήσεων και κρούσεων.

44 Επιταχυνσιόμετρα χρησιμοποιείται για την τη μέτρηση του μεγέθους της επιτάχυνσης. Επίσης για τη μέτρηση δονήσεων και κρούσεων. Με βάση το πως μετράμε την μετατόπιση της μάζας έχουμε: Χωρητικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα πιεζοαντίστασης.

45 Επιταχυνσιόμετρα χρησιμοποιείται για την τη μέτρηση του μεγέθους της επιτάχυνσης. Επίσης για τη μέτρηση δονήσεων και κρούσεων. Με βάση το πως μετράμε την μετατόπιση της μάζας έχουμε: Χωρητικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα πιεζοαντίστασης. Πιεζοηλεκτρικά Επιταχυνσιόμετρα.

46 Επιταχυνσιόμετρα χρησιμοποιείται για την τη μέτρηση του μεγέθους της επιτάχυνσης. Επίσης για τη μέτρηση δονήσεων και κρούσεων. Με βάση το πως μετράμε την μετατόπιση της μάζας έχουμε: Χωρητικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα πιεζοαντίστασης. Πιεζοηλεκτρικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα θερμαινόμενου δίσκου.

47 Επιταχυνσιόμετρα χρησιμοποιείται για την τη μέτρηση του μεγέθους της επιτάχυνσης. Επίσης για τη μέτρηση δονήσεων και κρούσεων. Με βάση το πως μετράμε την μετατόπιση της μάζας έχουμε: Χωρητικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα πιεζοαντίστασης. Πιεζοηλεκτρικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα θερμαινόμενου δίσκου. Επιταχυνσιόμετρα θερμαινόμενου αερίου.

48 Επιταχυνσιόμετρα χρησιμοποιείται για την τη μέτρηση του μεγέθους της επιτάχυνσης. Επίσης για τη μέτρηση δονήσεων και κρούσεων. Με βάση το πως μετράμε την μετατόπιση της μάζας έχουμε: Χωρητικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα πιεζοαντίστασης. Πιεζοηλεκτρικά Επιταχυνσιόμετρα. Επιταχυνσιόμετρα θερμαινόμενου δίσκου. Επιταχυνσιόμετρα θερμαινόμενου αερίου. οπτικός αισθητήρας επιτχυνσης.

49 Ταχυμετρία απεικόνισης σωματιδίων χρησιμοποιείται στη μέτρηση του ολικού πεδίου ταχύτητας μιας ροής σε μια επίπεδη διατομή και στη διερεύνηση ορισμένων φυσικών μεγεθών του πεδίου της όπως η ταχύτητα, η στροβιλότητα...

50 Ταχυμετρία απεικόνισης σωματιδίων χρησιμοποιείται στη μέτρηση του ολικού πεδίου ταχύτητας μιας ροής σε μια επίπεδη διατομή και στη διερεύνηση ορισμένων φυσικών μεγεθών του πεδίου της όπως η ταχύτητα, η στροβιλότητα... Η αρχή μέτρησης ταχύτητας της ροής μέσω της τεχνικής της ταχυμετρίας εικόνας σωματιδίων στηρίζεται στο χρόνο που μεσολαβεί μεταξύ δύο απεικονίσεων της θέσης διασκορπισμένων σωματιδίων ανίχνευσης μέσα στο ρευστό.

51 Ανεμομετρία Doppler Τεχνική που επιτυγχάνει τη μέτρηση της ταχύτητας ροής μέσω αιωρούμενων σωματιδίων σε έναν τομέα της ροής.

52 Ανεμομετρία Doppler Τεχνική που επιτυγχάνει τη μέτρηση της ταχύτητας ροής μέσω αιωρούμενων σωματιδίων σε έναν τομέα της ροής. Συναντάμε δύο τεχνικές μέτρησης: Ανεμόμετρο Doppler δύο ακτίνων. Ανεμόμετρο Doppler ακτίνας μεταφοράς.

53 Μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου Ανεμόμετρο κυπέλλων.

54 Μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου Ανεμόμετρο κυπέλλων. Ανεμόμετρο με φτερωτή.

55 Μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου Ανεμόμετρο κυπέλλων. Ανεμόμετρο με φτερωτή. Ανεμόμετρο θερμού νήματος.

56 Μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου Ανεμόμετρο κυπέλλων. Ανεμόμετρο με φτερωτή. Ανεμόμετρο θερμού νήματος. Ηχητικό Ανεμόμετρο.