разделен на несколько полей, количество которых соответствует
количеству двоичных разрядов числа и определяет точность датчика.
204
На рисунке число разрядов равно 4. На практике используют 10
разрядов и более. В свою очередь каждое кольцо разделено на ряд
прозрачных и непрозрачных частей. Внутреннее кольцо соответст-
вует старшему разряду и разделено на две части. Внешнее кольцо
разделено на восемь частей и соответствует младшему разряду.
Осветители, которые могут быть любого типа, в том числе и
светодиоды, дают узкие параллельные пучки света, направленные на
фотодиоды. Напряжение с фотодиодов поступает на релейные эле-
менты и на их выходе формируется напряжение логической 1 или 0.
Таким образом, каждому углу поворота диска соответствует свой
код.
6.2 Датчики скорости
Для измерения скорости можно использовать методы и датчики,
позволяющие определять угловое или линейное перемещение опи-
санные в п. 6.1. При этом для повышения помехозащищенности в
ряде случаев осуществляется численное дифференцирование сигнала
пройденного пути, основанное на измерение приращения пути на
некотором временном интервале.
В то же время, использование закона электромагнитной индук-
ции позволяет с помощью тахогенераторов измерять угловую ско-
рость непосредственно, без дополнительных преобразований. Тахо-
генератор – это электрическая машина малой мощности, вырабаты-
вающая электрический сигнал пропорциональный угловой скорости
ротора.
Ко всем типам тахогенераторов предъявляются следующие
требования:
– линейность зависимости ЭДС тахогенератора от скорости;
– минимальность пульсаций выходного напряжения;
– малый момент инерции и момент трения.
Тахогенераторы постоянного тока могут быть с независимым
возбуждением или с возбуждением от постоянных магнитов
(рис. 6.8).
Тахогенераторы постоянного тока различают не только
величину, но направление скорости, и поэтому находят применение в
реверсивных и нереверсивных системах.
205
а
б
а – с независимым возбуждением; б – с постоянными магнитами
Рис. 6.8. Схемы включения тахогенератора
Тахогенераторы переменного тока выполнены на базе асинх-
ронной двухфазной машины. На статоре машины имеется две
взаимно перпендикулярные обмотки: обмотка возбуждения, располо-
женная по оси α (фаза α) и выходная обмотка, расположенная по оси
β (фаза β), включенная на сопротивление нагрузка Z
н
, как показано
на рис. 6.9.
Рис. 6.9. Тахогенератор переменного тока
Для уменьшения момента инерции ротор выполняют тонкос-
тенным в виде полого стакана из немагнитного материала (обычно
алюминиевого сплава). Внутри ротора размещается неподвижный
стальной шихтованный сердечник, по которому замыкается магнит-
ный поток.
Амплитудная характеристика асинхронного тахогенератора
приведена на рис. 6.10.
206
Рис. 6.10 – Амплитудная характеристика
Искажение данной характеристики обусловлено сопротивле-
нием нагрузки. Поэтому на практике используют режим близкий к
холостому ходу. Для реализации такого режима тахогенератор
соединяют с нагрузкой через эмиттерный повторитель, обладающий
высоким входным сопротивлением.
Полоса пропускания асинхронного тахогенератора ограничена
частотой напряжения питающей сети. Поэтому для быстродейст-
вующих систем применяют повышенную частоту (400 Гц и выше).
В современных системах с большим диапазоном регулировании
скорости и высокими требованиями стабилизации и точности,
используют цифровые датчики скорости (ЦДС).
Функционально ЦДС содержит датчик импульсов, который
преобразует угловую скорость в импульсы с частотой пропорцио-
нальной скорости и счетчик импульсов, формирующий на интервале
измерения цифровой код, являющийся выходной величиной.
Датчик импульсов может быть выполнен на основе индук-
тосина или фотоэлектрического кодового диска. В любом случае
датчик импульсов вырабатывает две серии импульсов, сдвинутых
по фазе на
π/2, которые используются для определения, как
величины скорости, так и ее знака. Частота следования импульсов f
находится как:
ω
2π
f
N
=
,
где ω – угловая скорость, N – число импульсов (разрешающая
способность датчика).
207
Формирование цифрового кода на выходе датчика скорости с
помощью счетчика может выполняться двояко. В первом случае на
заданном периоде измерения счетчик считает число импульсов,
которые характеризуют среднее значение скорости. Во втором слу-
чае формирование индуктивного кода состоит в определении
интервала времени между двумя импульсами, путем подсчета числа
высокочастотных опорных импульсов, умещающихся на измеряемом
интервале.
Рассмотренные варианты обеспечиваемый высокую точность
измерения скорости, и тем большую, чем продолжительный период
измерения.
Достарыңызбен бөлісу: |