10 września 2023
Pomiar odległości z użyciem czujników zegarowych
Komputerowy system pomiaru przemieszczeń

Dla Działu Badań i Rozwoju firmy ENPROM Sp. z o.o., będącej jedną z czołowych polskich firm budownictwa elektroenergetycznego, przygotowaliśmy oprogramowanie pozwalające na pomiary przemieszczeń za pomocą czterech cyfrowych czujników zegarowych. Zintegrowany system rejestracji przemieszczeń z naszym oprogramowaniem został wykorzystany do przeprowadzenia eksperymentów w projekcie „Innowacyjne fundamenty słupów powłokowych ” (POIR.01.01.01-00-0825/20) dofinansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Projekt ten miał na celu opracowanie nowego typu prefabrykowanych fundamentów dla słupów powłokowych znacznej wysokości (40-60 m) i wspierających linie energetyczne o dużej liczbie torów.

Budowa systemu do pomiaru odległości (przemieszczeń)

System pomiaru przemieszczeń składa się z czterech cyfrowych czujników zegarowych o zakresie pomiarowym 0-100 mm i rozdzielczości 0,01 mm. Każdy z czujników zegarowych został podłączony do dedykowanego interfejsu USB umożliwiającego przesyłanie wyników pomiaru do komputera PC np. do kolejnych komórek arkusza kalkulacyjnego. Pomiar może być wyzwalany za pomocą specjalnego przycisku znajdującego się na obudowie interfejsu i na wtyczce podłączonej do czujnika zegarowego. Interfejs USB posiada możliwość podłączenia dodatkowego zewnętrznego przycisku lub przełącznika nożnego za pomocą przewodu zakończonego złączem Mini Jack o średnicy 3,5 mm. Zamiast zewnętrznych przycisków do generowania sygnału wyzwalającego pomiar wykorzystano moduł przekaźników elektromagnetycznych SDM-16RO firmy Ampero. Moduł ten komunikuje się z komputerem PC za pomocą interfejsu RS-485 i protokołu Modbus RTU. Do jednoczesnego podłączenia czterech interfejsów USB czujników zegarowych oraz konwertera USB-RS485 TRB-0510 firmy Ultima wykorzystaliśmy siedmioportowy hub USB UNITEK Y-3184.

Komputerowy system do pomiaru przemieszczeń z użyciem cyfrowych czujników zegraowych

Schemat systemu do pomiaru przemieszczeń

Aplikacja do pomiaru przemieszczeń

Zadaniem oprogramowania było automatyczne wyzwalanie pomiaru w zadanych odstępach czasu. W aplikacji zaimplementowaliśmy możliwość wykonywania pomiarów co 5 sekund, 30 sekund, 1 minutę i 5 minut. Po upływie zadanego czasu program uruchamiał sekwencję załączenia czterech przekaźników elektromagnetycznych, odpowiadających za wyzwolenie pomiaru w czujnikach zegarowych od 1 do 4. Wyniki pomiarów są przesłane do aplikacji w komputerze w formie tekstowej (podobnie jak w przypadku czytnika kodów kreskowych), a następnie przetwarzane i wyświetlane na ekranie. Dodatkowym elementem wizualizacji jest prezentacja wyników pomiarów w sposób graficzny na wykresie. Ze względu na różne możliwości skalibrowania czujników, zakres wartości na osi pionowej wykresu wynosi od -120 do 120 mm. Wyniki pomiarów w trakcie eksperymentów są także zapisywane w pliku .csv na dysku komputera.
Program do pomiaru odległości

Interfejs użytkownika aplikacji do pomiaru przemieszczeń

Zintegrowany system rejestracji przemieszczeń bardzo dobrze spisał się w zrealizowanych pracach badawczo-rozwojowych w warunkach polowych. Cztery zegarowe czujniki odległości precyzyjnie mierzyły każde przesunięcie elementu umieszczonego w fundamencie.

Zintegrowany system rejestracji przemieszczeń

Zintegrowany system rejestracji przemieszczeń w trakcie eksperymentu

Służymy naszą wiedzą i doświadczeniem przy realizacji prac badawczo-rozwojowych i projektów naukowych. Chętnie podłączymy dla Państwa urządzenia pomiarowo-sterujące do komputera PC i przygotujemy dedykowane oprogramowanie. Nasze rozwiązania zdecydowanie ułatwiają i przyspieszają wykonywanie badań i eksperymentów.

Zapraszamy do kontaktu!

Słownik pojęć

Czujniki zegarowe

Czujniki zegarowe to analogowe i cyfrowe narzędzia pomiarowe, które służą do precyzyjnego pomiaru i kontroli odkształceń, ugięć, wypukłości i wklęsłości.