Тензодатчик
	Описание программы Тензодатчик
	Настройка программы Тензодатчик
	Подключение датчиков силы
	Подключение тензорезистивных датчиков
	Регистрация быстропротекающих процессов

Online-консультанты

388828835 - Мария 627723417 - Никита 397652821 - Елена

Главная / Продукция / Программное обеспечение / ZETLab - виртуальные приборы на базе ПК

Версия для печати

В данном разделе будет рассматриваться подключение двух тензодатчиков к модулям ZET 220 или ZET 210 через усилитель ZET 410, использующих шестипроводные мостовые схемы, и настройка сервисных и измерительных параметров. Тензодатчики будут подключаться к входным каналам в дифференциальном включении. Запитка тензодатчиков будет осуществляться с выхода генератора модуля ZET 210 / ZET 220.

Подключение тензорезистивных датчиков к модулю ZET 210 / ZET 220

Тензодатчики подключаются к модулю ZET 210 / ZET 220 согласно схеме, показанной на рисунке 18.15.
Для включения по мостовой 6-проводной схеме необходимо в нижние точки мостов (тензодатчиков) подать линии «общий» (pin 13 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220) и Вход 2 (pin 14 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220). В верхние точки мостов подать линии Выход 1 генератора (pin 12 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220) и Вход 1 (pin 1 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220). Вход 1 и Вход 2 будут образовывать Дифференциальный Вход 1 (Вход 1 «+», Вход 2 «-»), который будет служить в качестве опорного канала для подключенных тензодатчиков.

В диагональ первого моста (Тензодатчик 1) подать линии Вход 3 (pin 3 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220) и Вход 4 (pin 15 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220). Вход 3 и Вход 4 будут образовывать Дифференциальный Вход 2 (Вход 3 «+», Вход 4 «-»), который будет служить в качестве измерительного канала для тензодатчика 1.

В диагональ второго моста (Тензодатчик 2) подать линии Вход 5 (pin 4 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220) и Вход 6 (pin 16 разъема DB-25 модуля ZET 210 / ZET 220). Вход 5 и Вход 6 будут образовывать Дифференциальный Вход 3 (Вход 5 «+», Вход 6 «-»), который будет служить в качестве измерительного канала для тензодатчика 2.

Эффективное значение измерения изменения напряжения при подключении таких измерительных схем к модулю ZET 210 / ZET 220 составляет 10^-4. Для усиления сигнала в таких измерительных схемах необходимо применять дифференциальный усилитель, например, предварительный усилитель ZET410/ZET412. Эффективное значение измерения изменения напряжения при подключении таких измерительных схем к модулю ZET 210 / ZET 220 с усилением сигнала предварительным усилителем ZET410/ZET412 составляет 10^-7.

Настройка параметров АЦП и ЦАП для тензоизмерений

После подключения схемы необходимо настроить входы и выход модуля ZET 210 / ZET 220. Для этого из меню Сервисные панели ZETLab выбрать команду Настройка параметров АЦП и ЦАП, после чего откроется рабочее окно программы Настройка параметров АЦП и ЦАП (рисунок 18.16).

В настройках АЦП в рамке Каналы установить флажок канала 1 (Вход 1). В списке выбора Номер канала выбрать 1, а списке выбора Тип канала выбрать Дифф., при этом поле установки флажка второго канала (Вход 2) заблокируется и станет темного цвета. После этой операции физические каналы 1 и 2 модуля ZET 210 / ZET 220 образуют дифференциальный канал 1 (Дифференциальный Вход 1). Первый канал при этом будет плюсом дифференциального канала 1, второй минусом.

Аналогичным образом настраиваются Дифференциальный Вход 2 и Дифференциальный Вход 3. Для Дифференциального Входа 2 используются пара входных каналов 3 и 4, для Дифференциального Входа 3 – 5 и 6.

Если частота дискретизации в списке выбора Частота дискретизации после включения всех нужных для измерения каналов оказалась не целым числом, то можно для установки кратной частоты дискретизации включить любой из оставшихся физических каналов. В данном случае выбран седьмой входной канал. Частоту дискретизации в настройках АЦП установить 25 кГц, частоту дискретизации ЦАП – 100 кГц.

После настройки всех параметров вид программы Настройка параметров АЦП и ЦАП будет, как показано на рисунке 18.16. Настроив все параметры необходимо кнопку Сохранить. Эти параметры будут теперь устанавливаться каждый раз при загрузке сигнального процессора и панели ZETLab, если устройство будет включено в компьютер.

Настройка измерительных трактов

Далее необходимо настроить измерительные тракты входных каналов, которые задействованы в измерениях. Для этого в меню Сервисные панели ZETLab выбрать команду Редактирование файлов параметров, после чего откроется рабочее окно программы Редактирование файлов параметров (рисунок 18.17).

После настройки параметров АЦП и ЦАП таблица программы Редактирование файлов параметров должна выглядеть примерно, таким образом, как показано на рисунке 18.17. В данном случае в строке №1 таблицы отображаются настройки тракта Дифференциального Входа 1 (в данном примере назван Опорный). Тоже самое касается Дифференциальный Вход 2 (строка №3) и Дифференциальный Вход 3 (строка №5) (в данном примере названы Тензодатчик 1 и Тензодатчик 2, соответственно). Седьмой канал был включен как дополнительный для установки целого числа частоты дискретизации. Параметры измерительных каналов должны быть настроены относительно измерения напряжения, как показано в таблице рисунка 18.17. Название каналов пользователь вводит по своему усмотрению.

После настройки измерительных трактов в программе Редактирование файлов параметров для сохранения информации нажать кнопку Сохранить. Для выхода из программы Редактирование файлов параметров нажать кнопку Выход.

Проверка функционирования измерительной схемы

Для проверки функционирования измерительной схемы необходимо из меню Генераторы панели ZETLab запустить программу Генератор сигналов (рисунок 18.18) и из меню Отображение запустить программу Многоканальный осциллограф (рисунок 18.19).

В программе Генератор сигналов установить для генерирования синусоидального сигнала частоту 1000 Гц, уровень сигнала 0,5 В, смешение нуля 0 В и последовательно нажать кнопки Добавить и Включить.

В программе Многоканальный осциллограф в списке Кол-во кнл выбрать 4 канала (четыре осциллограммы).В списке Частота выбрать частотный диапазон отображения сигналов 25 кГц. В верхней осциллограмме выбрать Дифференциальный вход 1 (в данном случае он назван Опорный), во второй – виртуальный канал Генератор 1 (порожден программой Генератор сигналов), в третьей – Дифференциальный Вход 2 (в данном случае он назван Тензодатчик 1), в нижней – Дифференциальный Вход 3 (в данном случае он назван Тензодатчик 2).

В программе Многоканальный осциллограф должны отображаться синусоиды на всех осциллограммах. Уровни на Опорном и виртуальном канале Генератор 1 должны быть близкими, сигнал на всех каналах не должен быть искаженным. После проверки функционирования измерительной схемы выйти из программ Многоканальный осциллограф и Генератор сигналов.

Настройка параметров программы Тензодатчик

Для проведения измерений по двум тензодатчикам необходимо из меню Измерения панели ZETLab запустить две программы Тензодатчик (рисунок 18.20). Для запитки измерительной схемы из меню Генераторы панели ZETLab запустить программу Генератор сигналов.

В первой программе Тензодатчик в списке измерительного канала выбрать Дифференциальный Вход 2 (в данном примере он назван Тензодатчик 1), в списке опорного канала выбрать Дифференциальный Вход 1 (в данном случае он назван Опорный).

Во второй программе Тензодатчик в списке измерительного канала выбирать Дифференциальный Вход 3 (в данном примере он назван Тензодатчик 2), в списке опорного канала выбирать Дифференциальный Вход 1 (в данном случае он назван Опорный).

В программе Генератор сигналов, для запитывания тензодатчиков переменным напряжением, выбрать вкладку Синус, установить частоту 5000 Гц, уровень сигнала 0.5 В, смешение нуля 0 В и нажать кнопки Добавить и Включить. Если необходимо запитывать измерительную схему постоянным напряжением, то в программе Генератор сигналов установить уровень 0 В и смещение нуля, например, 1 В. В данном примере рассматривается запитка переменным напряжением.

В первой программе Тензодатчик, настроенной на измерения показаний с Тензодатчика 1, необходимо провести калибровку. Для этого нажать кнопку Параметры и в открывшемся окне Настройка параметров измерителя (рисунок 18.22) установить необходимые параметры измерения и параметры калибровки.

Для данного примера это будут следующие параметры:

1. В рамке Единица измерения установить единицу измерения – ньютоны (Н). В данном примере рассматривается измерение усилия, с которым прогибается балка. Это усилие будет измеряться в ньютонах.
2. В рамке Измерения установить флажки относительные и переменный ток. Флажок относительные, в данном примере, устанавливается для расчета отношения уровней сигналов измерительного канала (Тензодатчик 1) к опорному каналу (Опорный). Флажок переменный ток необходимо установить, так как в данном примере запитка тензодатчика осуществляется по переменному току.
3. В рамке Калибровочная таблица для проведения калибровки тензодатчика необходимо провести следующие действия:
   • нажать кнопку Калибровка, при этом на графическом индикаторе первой программы Тензодатчик станут отображаться данные прямых расчетов отношения сигналов без внесения в них калибровочных данных;
   • в списке Количество точек указать необходимое количество точек для калибровки первого тензодатчика. В данном примере указать четыре точки, после чего в калибровочной таблице отобразятся четыре строки для ввода калибровочных данных;
   • в левом столбце единиц измерения (в данном случае название столбца будет Н) для каждой точки калибровки (одной точке принадлежит одна строка) ввести количественное значение единиц измерения. Для первой точки в столбце единиц измерения указать 1 (1 Н), для второй – 10 (10 Н), для третьей – 100 (100 Н), для четвертой – 1000 (1000 Н). Первая калибровочная точка будет соответствовать усилию в 1 Н, последняя – 1000 Н, это значит, что измерения будут проводиться в диапазоне от 1 Н до 1000 Н;
   • приложить усилие (нагрузку) к балке (усилие прилагать в направлении действия измеряемого усилия) в 1 Н. Занести показания программы Тензодатчик в столбец Показания калибровочной таблицы в ту же строку с установленной единицей измерения 1 Н;
   • приложить усилие к балке в 10 Н. Занести показания программы Тензодатчик в столбец Показания калибровочной таблицы в ту же строку с установленной единицей измерения 10 Н;
   • для усилий 100 Н и 1000 Н проделать такие же операции как и для усилий 1 Н и 10 Н;
   • после заполнения таблицы нажать кнопку Сохранить файл калибровки, которая служит для сохранения параметров калибровки в файл. После нажатия кнопки открывается стандартное диалоговое окно для сохранения файла. В этом окне необходимо указать путь и имя файла. Директория, куда предлагается сохранить файл калибровки, по умолчанию – C:\ZetLab\config\. В данном примере имя файла было задано – Тензо1.clb.
4. Далее необходимо открыть этот калибровочный файл. Для этого нажать кнопку Файл калибровки, после чего откроется стандартное окно открытия файла. В этом окне указать имя файла калибровки (В данном примере Тензо1.clb).
5. Для ввода калибровочных данных в программу Тензодатчик нажать кнопку Применить. После нажатия кнопки Применить окно Настройка параметров измерителя закроется, а первая программа Тензодатчик, настроенная на измерение усилия с первого тензодатчика, будет измерять приложенное усилие к балке в установленных единицах измерения – ньютонах.

Во второй программе Тензодатчик, настроенной на измерения показаний с Тензодатчика 2, провести настройку и калибровку аналогичным образом, как и для первой программы. Если второй тензодатчик расположен в другом месте (на другой балке), то соответственно усилие прилагать в месте расположения этого тензодатчика.

После калибровки второй программы Тензодатчик можно приступать непосредственно к измерениям.
Каждая программа Тензодатчик порождает свой виртуальный канал, который можно анализировать и регистрировать любой программой из состава ZETLab.

Программа Тензодатчик не проводит экстраполяции данных, а только интерполяцию. Т.е. интервал отображаемых величин задается в калибровочной таблице в виде максимальных и минимальных значений. В приведенном примере диапазон отображаемых усилий (нагрузок) будет от 1 Н до 1000 Н.

Время расчета каждого значения тензодатчика составляет 0,1 секунды. При использовании большего количества тензодатчиков для измерения опорного значения используется один канал АЦП, а все остальные как измерительные каналы.