Download - CATALIN-IONUT COMSA
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
1/27
ELEV : COMSA CATALIN-IONUT
GRUP SCOLAR INDUSTRIAL MECANICA FINA
CLASA - XIV- P2
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
2/27
PROIECT:
INSTALATII SI SISTEME
DE MASURARE
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
3/27
CUPRINS
1.ARGUMENTCONSIDERENTE GENERALE
2.CAPITOLUL 1ELEMENTE COMPONENTE DE BAZA ALE INSTALATIILOR SAU ALESISTEMELOR DE MASURARE
3.CAPITOLUL 2REPREZENTARI GRAFICE ALE STRUCTURII UNEI INSTALATII
4.CAPITOLUL 3TIPURI DE STRUCTURI ALE SISTEMELOR DE MASURARE
5.BIOGRAFIE
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
4/27
1.CONSIDERENTE GENERALE
Avand in vedere functiile pe care le indeplinesc, instalatiile si sistemele demasurare pot fi clasificate in :
>instalatii de verificare / testare si diagnosticare a echipamentelor,instalatiilor si sistemelor industriale;
>instalatii de supraveghere si control a proceselor industriale.Instalatiile de masurare utilizate in automatele de control activ si pasiv se
clasifica in functie de prezenta sau absenta actiunii instalatiei de masurareasupra procesului tehnologic de prelucrare a piesei in :
>instalatii de masurare utilizate in automatele de control activ ;
>instalatii de masurare utilizate in automatele de control pasiv.Automatele de control activ reprezinta cea mai avansata forma de control
tehnic al calitatii. Instalatiile de masurare utilizate modifica desfasurareaprocesului tehnologic la prelucarea piesei pe masina-unealta, permitand :
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
5/27
>comanda intreruperii prelucarii atunci cand piesa ajunge la dimensiuneastabilita sau la comanda schimbarii automate a regimului de prelucare in oricemoment ;
>reglarea masinii-unelte, deci a sculei pentru inceperea unui nou ciclu defabricatie ;
>comanda opririi sau a blocarii masinii-unelte in cazul ruperii sculei, candsemifabricatul are dimensiuni necorespunzatoare sau in alte cazuri care pot
provoca deteriorarea masinii sau care prezita pericol pentru cel care deservestemasina.
Luand in considerare principalii factori perturbatori care provoaca abateride prelucare si erori de masurare, toate instalatiile de masurare utilizate incontrolul activ pot prevenii aparitia rebutului.
Instlatiile de masurare utilizate in automatele de control pasiv efectueazacontrolul pieselor fara a intervenii in procesul tehnologic de prelucare. Deaceea, ele sunt folosite in productia de serie si de masa pentru realizarea unorproduse cu precizie mare, cu productivitate mare si cu pret acceptabil.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
6/27
Schemele structurale ale automatelor de control activ si pasiv suntprezentate mai jos in figurile 1 si 2.
marime
marime
prescrisa
controlata
1 2 3 4
5
Fig.1 Schema structurala a automatului de control activ:
1-cap de masurare cu element de comparare;
2 amplificator ;
3 element de executie ;
4 masina unealta ;
5 traductor dereactie.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
7/27
1
4
2 3marime
prescrisa
marime
controlata
Fig.2 Schema structurala a automatului de control pasiv:
1 cap de masurare cu element de comparare ;
2 amplificator ;
3 instalatie de sortare ;
4 proces controlat.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
8/27
Tinand seama de principiile de functionare, instalatiile de functionare pot fimecanice, electrice, pneumatice, optice, cu radiatie etc. Aceasta clasificare estemai mult conventionala deoarece in realitate majoritatea instalatiilor demasurare reprezinta sisteme combinate formate din tipurile mentionate.
Se deosebesc instalatii de masurare care vin in contact cu piesa masuratasi instalatii de masurare cu actiune asupra piesei fara a intra in contact cuaceasta. Cel mai des utilizate sunt instalatiile de masurare cu contact cu piesa
datorita simplitatii, robustetii si eliminarii influentei impuritatilor, geometrieipiesei sau lichidului de racire asupra procesului de control. Intr-o serie de cazurispeciale, viteze foarte mari de deplasare a piesei, sensibilitate marita asuprafetei piesei controlate la actiuni mecanice, procese de productie care sedesfasoara la temperaturi inalte, se folosesc instalatiile de masurare fara
contact.Lant de Msurarereprezinta o serie de elemente ale unui aparat de
msurat sau ale unui sistem de msurare care constituie traseul semnalului de
msurare de la intrare pn la ieire.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
9/27
Intslatiile de masurare mecaniceprezinta robustete mare dar precizia loreste mica. Se pot realiza cu traductoare mecanice cu actiune directa : calibrerigide, calibre pana, calibre reglabile si cu traductoare mecanice cu amplificaremecanica.
Capul de masurare cu tradutor electricpoate fi cu doua sau mai multecontacte, cu sau fara amplificarea deplasarii contactelor in raport cu deplasareatijei de masurare. Amplificarea propriuzisa se obtine de preferinta pe cale
mecanica sau pneumatica, partea electrica avand drept scop numaiautomatizarea procesului de control. El se foloseste in scopul unui controllimitativ (de limite), pentru a vedea daca dimensiunile efective ale pieselor decontrolat se incadreaza sau nu in campul de toleranta descris sau in intervalulstabilit (fara a preciza valoarea efectiva a fiecarei dimensiuni in parte). Schema
de principiu a capului de masurare cu traductor electric cu doua contacte esteredata in figura 3.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
10/27
6
1
2
3
4
5
7
a
b 5
Fig. 3 Schema de principiu a capului de masurare
cu traductor electric cu doua contacte
1 tija palpatoare ;
2 ghidaj ;
3 parghie ;
4 contacte ;
5 surub micrometric ;6 acul fortei de masurare ;
7 arc.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
11/27
Instalatiile de masurare electricepot avea in componenta capete demasurare cu traductoare electrice cu contacte, tradutoare inductive sitraductoare capacitive. Sunt robuste, insa au gabarit relativ mare si oarecaresensibiltate la vibratii, avand in constructii, in geneal, parghii.
Capul de masurare cu traductor inductivofera avantajul unei sensibilitati siprecizii ridicate. In figura 4 este prezentata schema de principiu a unui cap demasurare cu traductor inductiv, prin intermediul caruia o marime mecanica,masurata, se transforma in variatia impedantelor unei bobine.
1
4
3
Fig. 4 Schema de principiu a capului de masurare cu traductor inductiv
1 - tija de palpare2 - traductor inductiv
3 - arcul fortei de masurare
4 - piesa
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
12/27
Instalatiile de masurare cu traductoare pneumaticeau inertie mare(timp de raspuns ridicat) insa prezinta robustete, precizie ridicata, raport deamplificare mare, posibilitatea masurarii fara contact cu piesa, siguranta infunctionare si folosirea in locuri greu accesibile. Cea mai utilizata schema cutraductor pneumatic este prezentata in figura 5 in care marimea de iesire -presiunea din camera de masurare - este modificata in anumite limiteproportional cu variatia marimii de intrare si cu variatia interstitiului duza-calpeta.
duza de intrare
duza de
masurare
camera de
masurare
manometru
Fig. 5 Schema de masurare cu traductor pneumatic
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
13/27
Instalatiile de masurare digitale reprezintalanuri de msurare digitale
ce conin o parte analogic i alte cteva blocuri specifice. Semnalul analogic
este prelucrat n blocul analogic i apoi aplicat unui bloc de eantionare memorare (E/M) care preleveaz valori instantanee i le menine la intrarea
convertorului analog digital (CAD) pe timpul necesar conversiei. Instalatiaeste dotata cu un microprocesor care, pe baza unui program impus deutilizator, asigur reglarea mrimii msurate.
2.Elemente componente de baza aleinstalatiilor sau ale sistemelor de masurare
O instalatie sau un sistem de masurare reprezinta un mijloc demasurare constituit din mai multe aparate de masurat (situate in fluxulsemnalului) sau auxiliare (nesituate in fluxul semnalului), dar care livreaza
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
14/27
energie auxiliara pentru mentinerea functiunii instalatiei, necesara pentrucaptarea si adaptarea unui semnal de masurare si pentru emiterea valoriimasurate, ca imaginea marimi de masurat. Daca numarul aparatelor se reducela unu, atunci instalatia devine un aparat.
Marimea de
masurat
t in C
Termometru
cu rezistenta R in
Punte de
masurat
Energie
auxiliara
Aparatul 2
Semnalul
de masurare 2Amplificator
de masurat
Aparatul 3
Energie
auxiliara
Traductor
Indicator cu
tablou de
comanda
Aparatul 4
Aparatul 5
P in bar
Regulator
pneumatic
Semnalul de
masurare 5
l in mm
Valoarea
masurata
t in C
Aparatul 1
Semnalulde masurare1
Semnalulde masurare 4
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
15/27
Aparatul
Nr. 1 2 3 4 5
DenumireaTermometrucu rezistenta
Punte demasurat
Amplificator demasurat
Traductorelectropneumatic
Indicatorcu tablou
decomanda
Denumirea dupa functie captor adaptor adaptor adaptor emitatordirect
Denumirea dupa structura
semnalului
traductor traductor traductor unitate traductor unitate traductor
Marimea de masurat temperatura rezistenta tensiunea curentul temperatura
Domeniul de masurare 100...300 C - - - 100...300 C
Semnalul de intrare Xi temperatura rezistenta tensiunea curentul curentul
Domeniul semnalului Xi 100...300 C 138,5...212,0
3
0...60 mV 0...20mA 0...20mA
Semnalul de iesire Xe rezistenta tensiunea curentul presiunea lungimea
scarii
Domeniul semnalului Xe 138,5...212,03 0...60 mV 0...20mA 0,2...1.0bar 0...100mm
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
16/27
Aparat de
auxiliar
Aparat de
masurat
Aparat de
masurat
Aparat de
masurat
Xi S
m
Wa
Sm
Fig. 7 Componentele unei instalatii de masurat
Wa=energie auxiliaraSm=semnal de masurare
Dupa rolul pe care il au in cadrul instalatiei de masurat, aparatele de
masurat se numesc : captor, adaptor, emitator (Fig.8).
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
17/27
Wa
Se
Aparat de
auxiliar
Emitator
E
Captor
C
Adaptor
A
Xi S
m
Fig. 8 Denumirea aparatelor de masurat, dupa rolul in cadrul instalatiei de masurat
Wa=energie auxiliara
Sm=semnal de masurare
Senzor
sesizor (sonda)
Marimea
de masurat
Amplificator
Calculator
Convertizor
Emitator direct:
indicator
inscriptor
numarator
Emitator indirect
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
18/27
Captoruleste un aparat de masurat care capteaza marimea de masurat laintrare si emite la iesire un semnal de masurare corespunzator (exemplu :termometru cu rezistenta).
Daca marimea de intrare este, in acelasi timp, si semnal de masurare,captorul, ca prim element al instalatiei, nu este necesar.
Cand energia semnalului de masurare este luata direct de la instalatie,captorul este activ, iar in cazul in care marimea de masurat comanda o energie
auxiliara, livrata captorului de o sursa auxiliara, captorul este pasiv.Partea captorului care sesizeaza direct marimea de masurat si care este
sensibila la aceasta din urma, se numeste senzorsau sonda(exemplu :fotoelementele). Captorul trebuie sa micsoreze pe cat este posibil influentamarimilor perturbatoare asupra semnalului de masurare.
Adaptoruleste un aparat de masurat dintr-o instalatie. Acesta este situatintre captor si emitator si are diferite functii. Astfel, el poate fi : amplificator demasurare, traductor, calculator etc.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
19/27
Amplificatorul de masurareeste un aparat de masurat cu energie auxiliarala care energia de intrare comanda energia auxiliara de iesire (exemplu :amplificarea puterii).
Calculatoruleste un aparat de masurat adaptor care serveste laprelucrarea ulterioara a semnalelor de masurare, efectuand operatii de calcul.
Se deosebesc :>aparate de conexiunecare servesc la conectarea a doua sau a mai multor
semnale de masurare ;>aparate de functiecare transforma semnalul de intrare Xi dupa o anumita
relatie matematica in semnal de iesire Xe ;>aparate de temporizarecare formeaza dependenta temporara dintre
semnalele de iesire si cel de intrare.
Emitatoruleste un aparat de masurat care foloseste energie auxiliara siemite valoarea masurata a marimi de masurat. Emitatorul poate fi direct (vizual)sau indirect.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
20/27
In cazul in care emitatorul este prevazut cu dispozitive care livreazainformatii suplimentare, la valoarea masurata cu aparate de semnalizare, esteemitator de semnal limita sau semnalizator cu valoare limita.
Emitatorul direct livreaza (emite) valoarea masurata intr-o forma directinteligibila pentru observator.
Cele mai importante emitatoare directe sunt : indicatoarele,inregistratoarele si numaratoarele.
Indicatoruleste un emitator direct, care permite citirea directa a valoriimasurate.
Indicatorul analogindica valoarea masurata, cu ajutorul unui indicator pe oscala (aparate cu indicator, osciloscoapele).
Indicatorul digitalindica valoarea masurata in forma de numere, adica in
valori discrete ale indicatiei. Daca o scara analoaga consta intr-un sir de cifresituate pe un element mobil fata de o fereastra sau fata de un reper este vorbade o indicatie analoaga cu ajutorul unei scari analoage cifrate.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
21/27
Inregistratoruleste un emitator direct care inscrie valoarea masuratade cele mai multe ori proportionala cu timpul pe o banda mobila, pe odiagrama polara etc.
Numaratoruleste un emitator direct, care formeaza valoarea masurata casuma sau ca integrala de timp, aceasta fiind emisa intr-o forma directa sivizibila.
Emitatorul indirectlivreaza valoarea masurata intr-o forma recunoscutanumai cu dispozitive sau cu cunostinte speciale.
Dupa forma semnalului, mijloacele de masurat se clasifica in : traductoaresi convertizoare (Fig. 9).
Mijloc de masurat
Traductor de masurat
Traductor de masurat unitate
Convertizor
Convertizor analog-digital Convertizor digital-analog
Convertizor de cod
Fig. 9 Denumirea mijloacelor de masurare dupa forma semnalului
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
22/27
Traductorul de masurareeste un mijloc de masurare care transformaun semnal de intrare analog intr-un semnal de iesire analog, dependent de celde intrare.
In cazul in care la intrarea si iesirea traductorului de masurare se aflaaceeasi marime fizica si aparatul lucreaza fara energie auxiliara, traductorul senumeste transformatorsau convertizor(exemplu : transformator de curent).
Traductorul unitateeste un traductor cu domeniul semnalului de iesirenormat, care necesita, de regula, energie auxiliara. Acest traductor se mai
numeste transmitator sau convertizor standard de masurare.Convertizoruleste un aparat de masurat la care semnalul de intrare
difera structural de cel la iesire (exemplu : analog-digital, digital-analog) saucare are numai o structura digitala.
Convertizorul analogic-digitaltransforma un semnal de intrare analog intr-
un semnal de iesire digital.Convertizorul digital-analogtransforma un semnal de intrare digital intr-un
semnal de iesire analog.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
23/27
3.Reprezentari grafice ale structurii
unei instalatii
Reprezentarea grafica a unei instalatii de masurat este descrisa de figurile7 si 8.
Schema de montajtrebuie sa contina toate aparatele de masurat, aparateleauxiliare si elementele constructive ale instalatiei, sub forma de simboluri sauaparate-bloc.
Legaturile dintre aparate trebuie reprezentate simplificat, dar clar.Schema de montaj contine : simbolul aparatului, aparatul-bloc, schema
functionala.Simbuloul aparatuluireprezinta aparatul de masurat, aparatul auxiliar sau
un element constructiv reprezentat intr-o forma simplificata sau printr-un semnnormat (standardizat).
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
24/27
Aparatul-blocreprezinta un aparat de masurat, aparat auxiliar sau unelement constructiv reprezentat grafic simplificat sub forma de dreptunghi, ininteriorul caruia se deseneaza sau nu simbolul normat al aparatului.
Schema functionalaeste o reprezentare simbolica a legaturilor dintresemnalele sistemului, adica dintre semnalele de masurare ale instalatiei, aleaparatului sau ale unui numar de aparate si instalatii.
In aceasta schema, elementele de transmitere ale instalatiei ori ale
aparatului se reprezinta ca semnalele bloc, iar legaturile lor, prin linii de actiunecu sens.
Partile componente ale unei scheme functionale sunt : semnalul bloc, linialde actiune, sensul de actiune.
Semnalul-blocse reprezinta de preferinta printrin dreptunghi, cu o linie
dubla la legatura semnalului de iesire
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
25/27
Linia de aciuneeste o lnie continua subtire, care indica drumul unui semnal
de masurare. Ea porneste, de regula, de la latura mica a semnalului bloc.Sensul de actiunese reprezinta cu sageti, pe linia de actiune caredetermina un proces de masurare, de comanda, etc.Sensul de actiune caracterizeaza un semnal de masurare ca semnal de
intrare sau de iesire.
4.TIPURI DE STRUCTURI ALE SISTEMELORDE MASURARE
Cela mai importante legaturi dintr-o schema functionala sunt : structura inlant, structura in paralel si structura in cerc, acestea fiind reprezentate in fig.10.
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
26/27
X1 X2 X3 X4
(Xe) (Xe)
a) Structura in lant
X1
X1
X1
Xe
Xe
X21
X22
X2=X21+X22
b) Structura in paralel
c) Structura in cerc
Xi1
Xe2
Xi2=Xi1+Zez
Fig.10 Structura semnalului bloc
-
7/31/2019 CATALIN-IONUT COMSA
27/27
Principii de functionare principiul energiei
Transmiterea semnalelor nu se poate face fara schimb de energie. Spreexemplu la masurarea piesei cu un aparat de tip Abbe vertical, piesa estepalpata cu o forta de masurareF, care produce o deformatie elastica. In acest
proces are loc un schimb de energie care influenteaza semnalul de masurare.Ca urmare, la folosirea unui mijluc de masurare trebuie sa se controleze nunumai schema de functionare, ci si masura in care nivelul energetic nudetermina erori de adaptare prea mari ale marimii de masurat. De aceea estenecesar sa se intocmeasca schema fluxului de energie.
Schema fluxului de energie indica faptul ca transmiterea smnalului estelegata de transmiterea puterii.
In fiecare semnal transmis, apar simultan doua marimi de masurat, al carorprodus trebuie sa reprezinte puterea semnalului. Aceste marimi de masurat senumesc intensitatisi trebuie urmarite intotdeauna in schema.