Pytania pomocnicze - ELM.04

Gigaomomierz stosuje się do pomiaru bardzo dużych rezystancji, zwykle rzędu gigaomów, czyli około 10⁹ Ω i więcej. Typowym zastosowaniem jest badanie izolacji i upływności.

Przy tak dużych rezystancjach płyną bardzo małe prądy pomiarowe, często poniżej możliwości dokładnego pomiaru zwykłego multimetru. Potrzebny jest przyrząd o bardzo dużej rezystancji wejściowej i odpowiednim zakresie.

Megaomomierz mierzy duże rezystancje rzędu megaomów, czyli 10⁶ Ω, najczęściej w pomiarach izolacji. Gigaomomierz jest przeznaczony do jeszcze większych rezystancji, rzędu 10⁹ Ω i więcej.

Galwanometr służy do wykrywania lub pomiaru bardzo małych prądów elektrycznych. Nie jest przyrządem przeznaczonym bezpośrednio do dokładnego pomiaru bardzo dużych rezystancji.

Mostek Thomsona służy do dokładnego pomiaru bardzo małych rezystancji, np. rezystancji przewodów lub styków. Jest więc przeciwieństwem gigaomomierza, który mierzy bardzo duże rezystancje.

Wskazówką są bardzo duże wartości rezystancji, szczególnie zapisane jako 10⁹ Ω, 10¹⁰ Ω lub większe. Przedrostek „giga” odpowiada mnożnikowi 10⁹.

Czujnik indukcyjny reaguje na obecność metalu w swojej strefie działania. Obracające się zęby tarczy powodują cykliczne przełączanie czujnika, co pozwala wyznaczyć prędkość obrotową.

Jeśli tarcza ma z zębów i czujnik generuje częstotliwość f, to prędkość obrotowa wynosi n = 60 · f / z [obr/min]. Liczba impulsów na jeden obrót zależy od liczby wykrywanych zębów lub znaczników.

Częstotliwość przełączania określa, jak szybko czujnik może poprawnie reagować na kolejne zęby tarczy. Przy zbyt dużej prędkości obrotowej czujnik może nie nadążać i pomiar będzie błędny.

Czujniki rezystancyjne stosuje się najczęściej do pomiaru temperatury, położenia lub odkształcenia, a nie do bezkontaktowego wykrywania zębów metalowej tarczy. Nie są typowym rozwiązaniem do pomiaru prędkości obrotowej w takim układzie.

Czujnik indukcyjny daje sygnał elektryczny impulsowy, który można wprowadzić do sterownika lub licznika. Stroboskop służy głównie do obserwacji i pomiaru prędkości przez efekt zatrzymania obrazu.

Należy zachować odpowiednią odległość od zębów, osiowe ustawienie względem tarczy oraz stabilne mocowanie. Ważne jest też, aby zęby były wykonane z materiału metalowego wykrywanego przez czujnik.

Przepływ przez zwężkę pomiarową powoduje spadek ciśnienia między punktem przed zwężką i za nią. Strumień objętościowy jest proporcjonalny do pierwiastka z tej różnicy ciśnień.

Oznacza, że przepływ Q nie rośnie liniowo z różnicą ciśnień, lecz z pierwiastkiem z Δp. Czterokrotny wzrost Δp daje około dwukrotny wzrost przepływu.

Kryza powoduje miejscowe przewężenie przepływu, a przez to powstanie różnicy ciśnień. Ta różnica jest mierzona przez przetwornik i przeliczana na przepływ.

Wyższe ciśnienie podłącza się do króćca oznaczonego znakiem plus. Niższe ciśnienie podłącza się do króćca minus.

Temperaturę mierzy się czujnikami temperatury, np. Pt100 lub termoparą. Na rysunku przedstawiono pomiar różnicy ciśnień na elemencie przepływowym, a nie czujnik temperatury.

Strumień objętościowy określa objętość cieczy przepływającą w jednostce czasu, np. m³/h. Gęstość określa masę przypadającą na jednostkę objętości, np. kg/m³.

Widać rurociąg, kierunek przepływu, element dławiący oraz dwa punkty poboru ciśnienia p1 i p2. Dodatkowo podano zależność Q ~ √Δp, typową dla przepływomierzy różnicowo-ciśnieniowych.

Mostek tensometryczny przekształca zmianę rezystancji tensometrów na różnicę napięć między punktami wyjściowymi. Dlatego właściwym przyrządem jest woltomierz lub miliwoltomierz.

Omomierz mierzy rezystancję, a wyjściem pracującego mostka jest napięcie niezrównoważenia. Omomierza można użyć ewentualnie do sprawdzania rezystancji pojedynczego tensometru przy odłączonym zasilaniu.

Napięcie wyjściowe pojawia się, gdy pod wpływem siły zmienia się rezystancja tensometrów i mostek przestaje być zrównoważony. Im większe odkształcenie, tym większe napięcie wyjściowe.

Najczęściej jest to bardzo małe napięcie, zwykle rzędu miliwoltów. Z tego powodu często stosuje się miliwoltomierze lub wzmacniacze pomiarowe.

Mostek wymaga napięcia zasilającego, aby zmiany rezystancji tensometrów mogły zostać zamienione na zmianę napięcia wyjściowego. Bez zasilania mostek nie generuje użytecznego sygnału napięciowego.

Napięcie mierzy się równolegle do punktów wyjściowych mostka, natomiast prąd mierzy się przez włączenie amperomierza szeregowo w obwód. W tym przypadku informacją pomiarową jest napięcie, nie prąd.

Oscyloskop pokazuje przebieg napięcia w czasie, dzięki czemu można zmierzyć amplitudę, okres, częstotliwość, czas trwania impulsu i wypełnienie. Multimetr zwykle nie pokazuje kształtu sygnału ani parametrów czasowych.

Im większe wypełnienie PWM, tym większa wartość średnia napięcia doprowadzanego do silnika. Zwykle powoduje to wzrost prędkości obrotowej silnika.

Można odczytać między innymi amplitudę, okres, częstotliwość, czas stanu wysokiego, czas stanu niskiego, wypełnienie oraz kształt zboczy sygnału.

Multimetr najczęściej pokazuje wartość średnią lub skuteczną napięcia, ale nie pokazuje przebiegu w czasie. Nie pozwala więc dokładnie ocenić szerokości impulsu, zboczy ani zakłóceń.

Częstotliwość PWM określa, ile pełnych cykli załączenia i wyłączenia występuje w ciągu jednej sekundy. Jej jednostką jest herc.

Wypełnienie określa, przez jaką część okresu sygnał znajduje się w stanie wysokim. Wyraża się je najczęściej w procentach.

Reflektometr służy głównie do lokalizowania uszkodzeń i nieciągłości w liniach transmisyjnych lub kablach. Nie jest przyrządem przeznaczonym do pomiaru wszystkich parametrów impulsu PWM.

Zestyk K3:21-22 znajduje się szeregowo w obwodzie cewki Y1 i powinien rozewrzeć się po 30 sekundach. Jeśli pozostanie zamknięty, Y1 nadal będzie zasilana.

Numeracja 21-22 oznacza zwykle zestyk rozwierny NC. W stanie spoczynku przewodzi, a po zadziałaniu przekaźnika rozłącza obwód.

Zestyk K1:13-14 jest stykiem zwiernym NO użytym do samopodtrzymania przekaźnika K1 po naciśnięciu przycisku S0.

S1 znajduje się w obwodzie sterowania przekaźnika K1, a nie bezpośrednio w torze czasowego wyłączania cewki Y1. Za przerwanie zasilania Y1 po czasie odpowiada zestyk K3:21-22.

Po załączeniu przekaźnika czasowego należy sprawdzić, czy po nastawionym czasie zestyk zmienia stan z zamkniętego na otwarty. Można to zrobić pomiarem ciągłości obwodu lub napięcia na zaciskach styku.

Styk NO 13-14 w stanie spoczynku jest otwarty i zamyka się po zadziałaniu przekaźnika. Styk NC 21-22 w stanie spoczynku jest zamknięty i otwiera się po zadziałaniu przekaźnika.

Należy prześledzić tor zasilania odbiornika i znaleźć element, który powinien rozłączyć obwód. Następnie sprawdza się, czy ten element rzeczywiście zmienia stan po upływie zadanego czasu.

Należy prześledzić połączenia pneumatyczne zaworu z komorami siłownika oraz sprawdzić, które położenie zaworu jest uzyskiwane po zasileniu danej cewki. W tym układzie wysuw następuje po zadziałaniu Y1, więc za ruch powrotny odpowiada Y2.

A1 i A2 to zaciski cewki. W typowym układzie prądu stałego A1 jest podłączany do dodatniego bieguna sterowania, a A2 do przewodu powrotnego L-.

Przekaźnik czasowy może poprawnie zakończyć odmierzanie czasu, ale jego sygnał musi jeszcze zasilić cewkę elektrozaworu. Jeśli obwód cewki Y2 jest przerwany, zawór się nie przełączy i siłownik nie wróci.

Przerwa między zaciskiem A2 cewki Y2 a L- uniemożliwia przepływ prądu przez cewkę. Cewka Y2 nie zadziała, więc zawór nie przełączy się na położenie powodujące wsuw siłownika.

Cewka Y1 odpowiada za wysuw siłownika. Skoro po wciśnięciu S0 tłoczysko wysuwa się prawidłowo, obwód Y1 najprawdopodobniej działa poprawnie.

Jeśli B2 byłby niesprawny i nie podał sygnału, przekaźnik czasowy K2 zwykle nie rozpocząłby lub nie zakończyłby cyklu sterowania. Skoro K2 odliczył czas, bardziej prawdopodobna jest usterka za przekaźnikiem, czyli w torze cewki Y2.

Należy sprawdzić napięcie na zaciskach A1-A2 cewki podczas sterowania oraz ciągłość przewodu powrotnego do L-. Pomocny jest również pomiar rezystancji cewki po odłączeniu zasilania.

Przewody sterujące podają sygnał na odpowiednie strony zaworu rozdzielającego. Jeśli zostaną zamienione, przyciski będą przełączać zawór w przeciwnych kierunkach niż przewidziano w schemacie.

Zawór 5/2 kieruje sprężone powietrze raz do jednej, raz do drugiej komory siłownika. Dzięki temu możliwy jest zarówno wysuw, jak i wsuw tłoczyska.

Ciśnienie wpływa głównie na siłę i prędkość ruchu siłownika. Samo nie powoduje zamiany funkcji przycisków S1 i S2.

Należy porównać rzeczywiste przewody z dokumentacją oraz sprawdzić, który przycisk podaje sygnał na daną stronę zaworu 1V1. Jeśli działanie jest odwrotne, przewody sygnałowe mogły zostać zamienione.

Oznacza to, że błąd najprawdopodobniej powstał podczas montażu, a nie w projekcie układu. W takim przypadku należy szukać pomyłek w podłączeniach lub uszkodzeń elementów.

Uszkodzone tłoczysko powodowałoby problemy mechaniczne, np. zacięcia, brak płynnego ruchu lub wycieki. Jeżeli siłownik porusza się prawidłowo, ale w odwrotnym kierunku po naciśnięciu przycisków, bardziej prawdopodobna jest zamiana przewodów.

Oznaczenia wskazują funkcję portów, np. zasilanie, wyjście robocze lub odpowietrzenie. Ich poprawna interpretacja zapobiega błędnemu podłączeniu układu.

Ponieważ cewka przekaźnika K2 została zasilona i przekaźnik odliczył czas, więc warunek zadziałania został spełniony. Jeśli mimo tego lampka H1 się nie załącza, przerwany może być obwód przez styk wykonawczy NO K2.

Przekaźnik K2 opóźnia załączenie lampki H1. Po zasileniu jego cewki i upływie nastawionego czasu powinien zamknąć swój styk NO.

Gdyby S1 lub S2 uniemożliwiały zasilenie obwodu sterowania, przekaźnik K2 nie zostałby poprawnie zasilony. W treści podano jednak, że cewka K2 jest zasilona i przekaźnik odlicza czas.

Styk NO K1 realizuje samopodtrzymanie przekaźnika K1. Po naciśnięciu przycisku start i zadziałaniu K1 jego styk bocznikuje przycisk, podtrzymując zasilanie cewki.

Należy odłączyć zasilanie i sprawdzić ciągłość styku. W stanie spoczynku powinien być rozwarty, a po zadziałaniu przekaźnika czasowego powinien się zamknąć i mieć bardzo małą rezystancję.

Styk NO jest normalnie otwarty i zamyka się po zadziałaniu przekaźnika. Styk NC jest normalnie zamknięty i rozwiera się po zadziałaniu przekaźnika.

Oznacza to, że część sterująca przekaźnika prawdopodobnie działa, ale problem może występować w torze wykonawczym, np. na styku wyjściowym, przewodzie lub samym odbiorniku.

Stan wysoki oznacza zwykle logiczną jedynkę, czyli 1. Stan niski oznacza logiczne zero, czyli 0.

Bramka AND daje stan wysoki tylko wtedy, gdy wszystkie jej wejścia mają stan wysoki. Jeśli choć jedno wejście jest niskie, wyjście powinno być niskie.

Bramka NOT odwraca stan logiczny. Dla wejścia wysokiego daje wyjście niskie, a dla wejścia niskiego daje wyjście wysokie.

Bramka NOR jest zanegowaną bramką OR. Jej wyjście jest wysokie tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są niskie.

Bramka XOR daje stan wysoki wtedy, gdy stany wejść są różne. Dla dwóch takich samych stanów na wejściach daje stan niski.

Należy sprawdzać kolejne bramki od wejść do wyjścia, obliczać ich prawidłowy stan według tabeli prawdy i porównywać z pomiarami. Pierwsza niezgodność wskazuje miejsce uszkodzenia.

Na wejściach końcowej bramki AND są stany: C wysoki i D niski. Prawidłowe wyjście AND powinno być niskie, a zmierzono wysokie, więc ta bramka działa nieprawidłowo.

Pozwala to odróżnić uszkodzenie danej bramki od błędnego sygnału dostarczonego z wcześniejszego stopnia. Dzięki temu diagnoza jest bardziej wiarygodna.