TRADUCTOARE PENTRU MARIMI GEOMETRICE

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "TRADUCTOARE PENTRU MARIMI GEOMETRICE"

Ἰούδας Μοσχοβάκης
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 TRADCTOARE PENTR MARIMI GEOMETRICE

2 TIPRI DE TRADCTOARE PENTR MARIMI GEOMETRICE 1) Traductoare pentru deplasări liniare mici a) traductoare inductive b) traductoare capacitive c) traductoare rezistive ) Traductoare pentru deplasări unghiulare a) traductoare rezistive b) traductoare capacitive c) traductoare inductive cu miez feromagnetic mobil cu element sensibil de tip selsin - cu element sensibil de tip resolver - cu element sensibil de tip inductosin circular

3 d) traductoare numerice absolute pentru deplasări unghiulare e) traductoare numerice incrementale pentru deplasări unghiulare 3) Traductoare pentru deplasări liniare mari a) Traductoare de deplasare cu laser b) Traductoare de deplasare de tip Inductosin liniar c) Rigle optice

4 Sunt în general de tip parametric Traductoare pentru deplasări liniare mici Domeniu de măsură 10 - mm 10 cm Traductoare inductive pentru deplasări liniare mici Elemente sensibile inductive cu miez mobil

5 d (R R P jl(x)) jr L p L(x) L 1 Z (R R i p jl ) L1(x) L (x) nde,, L(x) L1(x) L (x) L(x) L L L1

6 Transformator diferenţial liniar variabil

7 Performanţele specifice traductoarelor cu miez mobil: - Lipsa frecărilor la deplasarea miezului, de unde rezultă o durată de viaţă foarte mare, moment de inerţie redus, fiabilitate ridicată, robusteţe - Rezoluţie şi reproductivitate foarte bune - Insensibilitate la deplasările radiale ale miezului - Posibilitatea protecţiei bobinei de medii corozive, ori medii cu presiuni sau temperaturi înalte - Asigurarea separării galvanice

8 Elemente sensibile inductive cu întrefier variabil x) ( K K S x) ( S l N L 0 1 a 0 0 Fe r 0 m m 1 k k k k S l N L

9 1 0 x 0 x d p a 1 K R(L L ) Z Z R (L L) La aceste elemente sensibile nu se pot asigura simultan condiţiile de liniaritate si sensibilitate simultan motiv pentru care se adoptă soluţia de compromis: L 0,1 0,4 0,3 0, 4 L maz

10 P 1 S N N ) k( P 1 P 1 0 P 1 0 S S ies N N k(x) N N x) k( N N x) k(

11 Caracteristicile elementelor sensibile inductive cu modificarea intrefierului: - Domeniu de măsură de ordinul zecilor de microni -Gabarit redus - Rezoluţie foarte bună - Principala sursă de erori o constituie modificările caracteristicilor magnetice ale miezului prin îmbătrânire

12 Traductoare capacitive pentru deplasări liniare mici Aceste traductoare folosesc ca elemente sensibile condensatoare plane la care se pot modifica unul din următorii parametri: distanţa dintre armături, suprafaţa armăturilor, sau permitivitatea dielectricului. Elemente sensibile capacitive cu modificarea distanţei între armături S C S C S 0 x S r C C 1

13 1 0 x 0 0 x 0 d 0 x Elemente sensibile capacitive cu modificarea suprafeţei S C a d

14 Elemente sensibile capacitive cu modificarea dielectricului C 0x 0d (l x) ln(d / d) ln(d / d) C h 0 0 x 1 S ( 1 0 )

15 Traductoare rezistive pentru deplasări liniare mici I x R S E R X

16 ) R I(R E x x x S x S x R R R R ) R (R E I 1 R R ) R )(R R (R E x S x x S x 1 x) mx(1 E x R R x x R S R m

17 Traductoare pentru deplasări unghiulare Problema măsurării deplasărilor unghiulare trebuie privită sub două forme: a) măsurări de unghi în domeniul b) măsurări indirecte de deplasare liniară Traductoare rezistive pentru deplasări unghiulare Pot fi de două tipuri: -niturn folosite pentru un domeniu sub 360 -Multitură folosite cu reductoare pentru deplasări liniare mari x a max

18 Traductoare capacitive pentru deplasări unghiulare

19 Traductoare inductive pentru deplasări unghiulare Datorită bunelor performanţe, sunt cele mai folosite tipuri de traductoare pentru deplasări unghiulare, existând numeroase elemente sensibile de tip inductiv. Elemente sensibile inductive cu miez feromagnetic mobil Transformatorul rotativ diferenţial variabil are un domeniu restrâns de măsură ±40, datorat neliniarităţii tensiunii de ieşire. Performanţe similare cu ale TLDV cu deosebirea apariţiei frecărilor suplimentare în rotor, dar datorită cuplului mic acestea se pot neglija. Frecvenţa de alimentare între 400Hz KHz

21 Elemente sensibile inductive de tip selsin e 1 1 E sin( t) e E cos( )sin( t)

22 Elemente sensibile inductive de tip resolver (selsin bifazat) Resolverul conţine un stator cu două înfăşurări şi un rotor monofazat. r sin( t) S1 S sin( t) cos( ) S S sin( t)sin( ) tg S S1

23 Resolver cu modulaţie de amplitudine S1 sin( t)sin( ) S sin( t) cos( ) r S1 cos S sin r sin( t)(sin cos cos sin ) r sin( t)sin( ) Resolver cu modulaţie de fază S1 sin( t) S sin( t ) r (sin t cos cos tsin ) r sin( t )

24 Adaptoare pentru resolvere u( ) A p k1 A k cos(kt k) u 1 1( ) A cos( t )

26 Elemente sensibile de tip inductosin circular Inductosinul circular este echivalent unui selsin multipolar desfăşurat în plan cu un număr foarte mare de poli. Este format din două discuri plane unul fix şi unul mobil, separate printr-un interstiţiu de aer cu grosimea de 0,1.. 0,3 mm. Discul fix este inductor şi pe el sunt dispuse două înfăşurări multipolare plane decalate între ele din punct de vedere electric cu 90. Rotorul este cuplat solitar cu obiectul de măsură şi conţine o singură înfăşurare. Toate cele trei înfăşurări au acelaşi pas. r sin( t)sin( p) r sin( t p) k p

27 Caracteristicile inductosinului circular Dacă numărul perechilor de poli de pe rotor p = 1000 la 360 electrice corespund 0,36 mecanice, iar folosind divizarea electronică se pot obţine precizii de ordinul 1 5. Pot apare numeroase erori datorate: Armonicilor superioare în cuplaj mutual dintre rotor şi stator Interstiţiului dintre cele două discuri care nu se păstrează constant Impreciziilor tehnologice de execuţie nui decalaj diferit de 90 între cele două înfăşurări ale statorului Inegalităţilor amplitudinilor din înfăşurările statorului Erorilor de montaj (în special la planeitate)

28 Traductoare numerice pentru deplasări unghiulare Sunt singurele traductoare pur numerice întrucât nu necesită un convertor analog-digital Traductoare numerice absolute pentru deplasări unghiulare

29 Se pot realiza discuri la care distanţa între liniile radiale să ajungă la 0,067 ceea ce corespunde unei rezoluţii de 1/10 8. Pe un disc cu diametru de 150mm se pot citi până la 5000 biţi

30 Eroarea de histerezis provocată de diferenţa în nivel de tensiune între trecerea din zona întunecoasă în zona transparentă şi trecerea inversă

31 Traductoare numerice incrementale pentru deplasări unghiulare Generează un număr fix de impulsuri pentru fiecare cuantă de mişcare unghiulară. Pot determina rotirea probei faţă de poziţia precedentă, dar nu pot da o indicaţie absolută cu privire la poziţia unghiulară.

32 Traductoare pentru deplasări liniare mari Pot fi cu măsurare directă cum este cazul celor de tip interferometru laser, de tip riglă (inductosinul liniar, rigletele optice), sau cu măsurare indirectă prin intermediul elementelor sensibile unghiulare de tip ciclic absolut (selsin) sau numeric absolut (disc codat). Traductoare de deplasare cu laser T t Asin y 1 T t Asin y 1 p d T t Asin d T t Asin y 1 1 p d d cos d d T t Asin y

33 k d d k d d 1 1 Vom obţine maxime pentru Vom obţine minime pentru 1) (k d d 1) (k d d 1 1

35 Caracteristicile traductoarelor interferometrice: Precizie de măsură de ordinul λ/ Efectuarea măsurătorilor fără contact în zone greu accesibile Sensibilitatea pentru interferometre curente 0,1μm / m Eroarea riglei interferometrice < 0,1μm / m Neliniaritatea indicaţiilor < 0, 5 μm / m Fiabilitate metrologică ridicată Robusteţe mare

36 Inductosinul liniar Este similar unui selsin multipolar desfăşurat în plan. Rotorul este o riglă a cărei lungime trebuie să acopere domeniul de măsură, iar statorul este un cursor care se deplasează deasupra riglei. Rigla are o singură înfăşurare, iar cursorul are două. Toate înfăşurările au acelaşi pas. Distanţa între cele două înfăşurări ale cursorului este d n p p / r K t sin( t x ) p K tsin( t)sin (x x ) p r 0

37 Sistem de măsurare pentru inductosin

38 Caracteristicile inductosinului liniar: lungime riglă 50 mm 1 m pasul polar mm precizie de 1 micron dacă pasul de prelucrat este de 000 de impulsuri Erorile de măsură cele mai mari sunt cele de temperatură Erori datorită câmpurilor perturbatoare externe Interstiţiu riglă-cursor 0,05 0,5 mm număr de poli pe rigleta standard: frecvenţa tensiunii de alimentare 10 KHz poate fi folosit ca traductor absolut în interiorul unui pas de mm poate fi folosit ca traductor ciclic absolut contorizând numărul de schimbări de fază

39 Riglele optice

40 n astfel de sistem acoperă un domeniu de măsură de maxim 4 m cu o precizie de 1 μm, sau la o măsurare directă de unghi o precizie de 0,18.

Σχετικά έγγραφα

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare 1 Planul în spaţiu Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru 2 Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Fie reperul R(O, i, j, k ) în spaţiu. Numim normala a unui plan, un vector perpendicular pe