7. SNÍMANIE POLOHY. L x Optické princípy. mer.lúč ref. lúč laser. lúč

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "7. SNÍMANIE POLOHY. L x Optické princípy. mer.lúč ref. lúč laser. lúč"

Κάρμη Λαμέρας
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 7 SNÍMANIE POLOHY Snímanie plhy - väčšie vzdialensti ptické - laservé (interferenčné) - impulzné (inkrementálne, abslútne) magnetické - magnetstrikčné - magnetické (impulzné) - LVDT snímače ultrazvukvé (meranie vzdialenstí) kapacitné (zmena S) 7 Optické princípy 7 Laservé (interferenčné) - interferencia mernéh a ref lúča - rzliš schpnsť až λ/8 (He - Ne 80 nm) merlúč ref lúč laser lúč FD VČ L Z PZ LASER KO KŠ ± Obr 58 KO KŠ - klimačná ššvka KO - kútvý drážač (namiest zrkadla) - zachváva smer drazu i pri dchýlení L - meraná vzdialensť Z, PZ - zrkadl, plpriepustné zrkadl FD - ftdetektr VČ - vratný čítač 7 Impulzné snímanie plhy - inkrementálne Vychádza z nulvej plhy, pčet impulzv krát λ malý krk λ - vyššia presnsť

2 určenie smeru phybu pripčítanie - dpčítanie impulzv vratný čítač Optické mriežky menšia λ vyššia presnsť inkrementálna (prírastkvá) metóda smer phybu - dve sústavy mriežk, psun λ/4 pčet štrbín d 500 na priemere cca 0 cm (pre rtačný systém) Φ λ 3 A Φ A Φ B + λ/4 4 B Obr 59 - phyblivá mriežka 3, 4 - ššvky - pevné mriežky A,B - ftdetektry Φ Α a Φ B - svetelné tky na ftdetektrch A, B Nónivé mriežky ďalšie zjemnenie krku nervnaké delenie - iné λ na pevnej, iné λ na phyblivej časti, br 60 λn λ 6 5 Φ Σ svetlenie ak č a) Obr 60 λ b)

3 - vyhdncuje sa úplné zatemnenie ftelementu - v rámci psunu λ získame n impulzv λ n =λ n n kde n je pčet impulzv na dĺžke λ 73 Impulzné snímanie plhy - abslútne v každej plhe priam presná, abslútna plha binárny, aleb Grayv kód Príklad delenia pravítka je na br 6 a 0 a a a a 4 Obr 6 Pčet stôp je vyjadrený : n = lg L lg Δs lg L - dĺžka merítka Δs - dĺžka krku (a 0 ) Snímanie signálv Priebeh svetelnéh tku (signál ftdetektru) - mžný psun (nepresnsť) je na br 6 Φ stpa stpa 0 kmparačná úrveň stpa Obr 6 zmena všetkých súčasne Zmena viacerých rádv naraz - prblém, vznikajú krátkdb vadné kmbinácie

4 snímanie nrmálne (priame) keď sú ftdetektry v rade (br63a) zlžitejší, ale lepší je tzv "V" systém (br63b) FD FD FD3 FD4 FD5 FD I a 4/ II a / a / a / 3 a) Obr 63 b) ak je v danej stpe signál "0", v vyššej stpe sa berie signál z II ak je v danej stpe signál "", v vyššej stpe sa berie signál z I Snímanie začína d nultej stpy (snímač FD) 7 Magnetické princípy 7 Magnetstrikčný snímač plhy snímanie väčších dĺžk (d 4m) využíva dbu šírenia UZ vlny v magnetstrikčnm materiáli u v magstrikčmenič na el signal J S vlnvd - drôt (magstr mater) UZ vlna J S S J UZ vlna pzičný perm magnet tlmenie radiálne ple vdiča - µ s I meraná vzdialensť Obr 64 vlnvd - drôt z magnetstrikčnéh materiálu krátky prúdvý impulz radiálne magnetické ple s meraným bjektm sa phybuje pzičný permanentný magnet (trid) v mieste magnetu silvé pôsbenie plí (Wiedemannv jav) mechanický trzný impulz - ultrazvukvá vlna p prebehnutí X získame elektrický signál (impulz)

5 vzdialensť z dby prebehu vlny (3000 m/s) začiatk - vznik mech skrutu kniec - príchd vlny (výst impulz z meniča ) 7 Magnetické impulzné snímanie plhy inkrementálne meranie dlhé kvvé časti - brábacie strje vytvrené mag zóny (nahratie) snímanie Hallvu sndu - dve pre smer phybu S J Hallva snda (HS) ± snímacia hlavica vytvrené mag póly fermagnetická kstra Obr65 nahrávanie - namiest HS je cievka s prúdvými impulzami lepšie sa póly nahrajú d lišty z špec materiálu 73 Transfrmátrvé snímače LVDT (LVDT - Linear Variable Differential Transfrmer) aktívny senzr, výstup je ~ U úmerné, 3, aleb 4 vinutia väčší rzsah (0-ky mm) - zmena plchy vzd medzery Na br66 je diferenciálny systém pre väčšie rzsahy phybu (0- ky mm)

6 I N U N Φ N a ' L N ' L S p S p 0 N R N ' m R m b Φ' U - + U' U výst Obr66 Prevd dvdíme z indukvanéh napätia (efekt hdnty) na sekundáre : U v = U U =ωn (Φ Φ) =ωn N I N R m R m Treba si dvdiť ďalej vzťahy pre prúd I N a dpry R m a R m Pdľa kótvania na br66 je prierez vzd medzery : S p = b (a - ), S p = b (a + ) Ptm mag dpry : (predpkladali sme, že N = N ` a N = N `) R m = μ 0 a R m = 0 0 S p μ L = N ; L = N ; 0 S p R m R m Výraz v zátvrke: R m R m = μ 0S p μ 0S p = μ 0 (ba + b ba + b) = μ 0b Vst cievky sú v sérii, L a L sa teda sčítajú = μ 0b 0 L + L = N R m + = N R m μ 0 S p 0 + μ 0S p 0 = μ 0 = N (ba b + ba + b) a p úprave L + L = N μ 0 ba 0 0 Z vzťahu vidieť, že výsledná indukčnsť zstáva knštantná (nezávisí d ) Ptm prúd I N :

7 I N = U N ω(l + L ) = U N ω 0 N μ 0 ba Dsadením za prúd I N a zátvrku s dprmi R m, R m d rvnice pre U v máme : U v =ωn N U N ω 0 N μ 0 ba μ 0 b 0 p úpravách U v = U N a N N Na zsilnenie vplýva : napájacie napätie U N (efektívna hdnta) rzmer "a" (súčasne určuje rzsah) transfrmačný pmer - pčty závitv prevd je lineárne závislý d Pznámka: Vzťah celkm neplatí pre krajné plhy (rzptyl) Skutčné knštrukcie Systémy s tzv malu vzduchvu medzeru Magnetický tk vzduchm je sústredený d presne definvanej blasti sú rzmernejšie a ťažšie presnejšie nevyžarujú d klia nie sú náchylné na magnetické rušenie uzavreté typy, rtačné, zlžené z plechv, výnimčne z feritu Systémy s tvreným magnetickým bvdm (br67) Fermagnetický materiál tvrí iba časť bvdu, väčšia časť silčiar sa uzatvára vzduchm väčší merací rzsah jednduchšiu výrbu sú menšie, ľahšie citlivejšie na cudzie magnetické plia môžu byť i v miniatúrnm prevedení

8 - 4 + ' 3 - primárne vinutie - sekundárne vinutie `- sekundárne vinutie 3 - phyblivé jadr (ferit) 4 - mechanická kstra Obr67 Systémy s ptlačeným pľm - jadr z elektricky vdivéh materiálu (vírivé prúdy) Systémy bez fermagnetika - nebsahujú jadr, len cievky Sú mál pužívané Vinutie klasické, tj navinutím Cu drôtu Napájanie harmnickým sínusvým signálm metódu plšných spjv Príklad je na br68 napájanie trjuhlníkvým priebehm prúdu, U výst bdĺžnikvý priebeh (derivácia vstupu) 3 Obr68 74 Vyhdntenie výstupnéh signálu Fázvý diskriminátr (br 69) výstup - napäťvý signál fázvý diskriminátr - zmysel dchýľky U V= je jednsmerné, nsná frekvencia z U N je vyfiltrvaná Plarita - pdľa fázy výst napätia (vči referenčnému - napájaciemu)

9 U N U výst mer kanál fázvý U U V= mer diskrim U V= U ref U mer refer kanál Obr69 Zapjenie s diódami je mžné vtedy, ak máme sekundárne vinutia Princíp je na br70 U N + - ' R R C f U ut - primárne vinutie, ` - sekundárne vinutia R a C f tvria filter (časvá knštanta) Obr70 75 Fázvý menič a rzkladač Špeciálne typy transfrmátrvých snímačv plhy Fázvý menič - zmena fázy výstupu vči referenčnému signálu (amplitúda je nezaujímavá) U- 90 u výst TVAR KL OBV T ~ U 0 phybl fermag jadr u ref TVAR Obr7

10 Rzkladač, (aleb rezlver) je na principiálnej schéme br7 (tčný snímač) vyhdncuje sa veľksť amplitúdy a vzájmná plha zlžiek dve vinutia navzájm priestrv psunuté 90 pri táčaní máme sin a cs zlžku amplitúdy vyhdncvací bvd v integrvanej frme U N 90 U θ vyhdn cvací bvd U U výst a) U U U U 90 θ zmena fázy 80 Obr7 b) Pznámka: Pjmy "fázvý menič" a "rzkladač" sa čast zamieňajú, skutčný princíp je dbré veriť si dplnkvými infrmáciami Oba systémy sú čast pužívané s dbrými výsledkami Selsyny - viacmenej už nepužívané 73 Kapacitné systémy s zmenu S (plchy) Snímač plhy pre väčšie vzdialensti je na br73

11 - + d ' C C b a a Obr73 ak vyjadríme závislsť kapacít d psunu systém pracuje v mstíku na br 74 ptm výstup je daný rvnicu : U vyst = U 0 a 73 Vyhdntenie výstupnéh signálu malá základná kapacita vyská vnútrná impedancia Základné spôsby vyhdntenia sú : amplitúdvé : v mstíku (amplitúda a fáza - fáz diskr) reznančné (cvičenia) PWM mdulácia (cvičenia) frekvenčné - harmnický, aleb bdĺžnikvý výstup fázvé - fáza medzi výstupným a referenčným napätím C U U ' C U U ut U Obr 74 Frekvenčný výstup C je časť scilátra (sínus, bdĺžnik) zapjenie diferenciálne - dva viazané systémy výstup je rzdiel frekvencií a znamienk zmyslu phybu

12 C C astab mult astab mult f f f- f ± Δ f Obr 75 f - f Fázvý výstup Príklad rtačnéh systému je na br 76 Obsahuje 4 pevné elektródy a jednu táčavú, zbernú elektródu ZE U N U N (-90) U (0) U 3 U U 4 (80) ( 90) ( 70) ZE α 4 3 R U výst L a) U 4 U N t U 3 U U výst t U ϕ α b) Obr76 c) prvnáva sa fáza výstupu s referenčným napätím, tuná U N dve základné napájacie napätia U N a U N, fázv psunuté 90 pmcu transfrmátra ďalšie dve napätia (psunuté 80 )

13 fáza ϕ závisí d plhy a mení sa medzi Kapacitné prúdy medzi ZE a pevnými elektródami tečú d R L, čím vznikne U výst Jeh veľksť musí byť iba v určitých medziach, infrmáciu nenesie

Σχετικά έγγραφα

14 Obvod striedavého prúdu

14 Obvod striedavého prúdu 4 Obvd striedavéh prúdu - nútené elektragnetické kitanie á veľký význa naä pri prense elektricke energie a v rzličných elektrnických zariadeniach. V týcht prípadch elektragnetické kitanie nazývae striedavý