Prof. dr. ing. Valer DOLGA, - mec.upt.ro · Senzori si traductoare Prof. dr. ing. Valer DOLGA, ......

of 24/24
Senzori si traductoare Prof. dr. ing. Valer DOLGA,
  • date post

    01-Nov-2019
  • Category

    Documents

  • view

    43
  • download

    2

Embed Size (px)

Transcript of Prof. dr. ing. Valer DOLGA, - mec.upt.ro · Senzori si traductoare Prof. dr. ing. Valer DOLGA, ......

  • Senzori si traductoare

    Prof. dr. ing. Valer DOLGA,

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 2

    Cuprins 5

    • Traductoare inductive de deplasare

    • Traductoare capacitive de deplasare

    • Traductoare de deplasare optoelectronice incrementale

    • Traductoare de deplasare absolute

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 3

    Traductoarele inductive

    Bobina tehnică (reală) este caracterizată de următorii parametri

    principali: inductanţa L, rezistenţa totală de pierderi Rp şi capacitatea

    parazită C0.

    Bobina ideala

    Bobina neliniara

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 4

    )(xfL

    • sisteme în care este influenţată o singură inductanţă (bobine simple şi

    duble);

    • sisteme în care sunt influenţate două inductanţe, în sensuri contrare

    (bobine diferenţiale);

    •sisteme în care sunt influenţate inductanţe mutuale (transformatoare

    diferenţiale).

    21 ZZZ

    pentru curse

    liniare cuprinse

    în intervalul

    1… 300 mm

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 5

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 6

    • P – primar

    • S1, S2 – secundar

    • Ui – tensiunea de alimentare

    • Ue – tensiunea de iesire

    Traductor inductiv – transformator diferential

    (LVDT)

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 7

    PRIMAR 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒖𝒏𝒆𝒂 𝒅𝒆 𝒂𝒍𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒓𝒆 𝑼𝟏, 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆𝒂 𝒄𝒖𝒓𝒆𝒏𝒕𝒖𝒍𝒖𝒊 𝒊𝟏

    𝑹𝒆𝒛𝒊𝒔𝒕𝒆𝒏𝒕𝒂 𝑹𝟏𝑰𝒏𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆𝒂 𝑳𝟏

    SECUNDAR_1

    𝑰𝒏𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆𝒂 𝒎𝒖𝒕𝒖𝒂𝒍ă 𝑴′𝑹𝒆𝒛𝒊𝒔𝒕𝒆𝒏𝒕𝒂 𝑹𝟐

    𝑰𝒏𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆𝒂 𝑳𝟐′

    SECUNDAR_2

    𝑰𝒏𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆𝒂 𝒎𝒖𝒕𝒖𝒂𝒍ă 𝑴′′𝑹𝒆𝒛𝒊𝒔𝒕𝒆𝒏𝒕𝒂 𝑹𝟐

    ′′

    𝑰𝒏𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆𝒂 𝑳𝟐′′

    𝒖𝟏 = 𝑹𝟏𝒊𝟏 + 𝑳𝟏𝒅𝒊𝟏𝒅𝒕

    + 𝑴′′ −𝑴′ 𝒅𝒊𝟐𝒅𝒕

    𝒖𝟐 = − 𝑹𝟐′ + 𝑹𝟐

    ′′ 𝒊𝟐 − 𝑳𝟐′ + 𝑳𝟐

    ′′ 𝒅𝒊𝟐𝒅𝒕

    + 𝑴′′ −𝑴′ 𝒅𝒊𝟏𝒅𝒕

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 8

    xUkU ie

    teoretic

    real

    Liniaritatea se consideră

    acceptabilă în general pentru: max4.0...3.0 xx

    0

    10

    21

    21

    22 x

    xxU

    ZZ

    ZZUU iie

    2

    210

    xxx

    mmx 5....01.0

    Traductoarele inductive cu circuit feromagnetic,

    simplu sau diferenţial:

    Traductor inductiv cu

    armătură mobilă

    Traductor inductiv diferenţial

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 9

    iP

    Se U

    N

    NU

    21

    12

    mmx 5....01.0

    sin~dt

    dNU

    Traductor inductiv

    diferenţial de tip

    transformator

    Traductor inductiv pentru

    mişcarea de rotaţie

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 10

    CIRCUIT PENTRU INTERFATAREA TRADUCTORULUI

    INDUCTIV DE DEPLASARE

    • OA1 – amplificator operational

    • INA – amplificator pentru instrrumentatie

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 11

    Resolverul

    avantaje: dimensiuni mici, construcţie simplă, robustă şi

    ieftină, domenii extinse de utilizare într-un câmp larg de

    temperatură;

    dezavantaj (nesemnificativ însă): aspectul complex de

    prelucrare a informaţiilor.

    stator

    rotor

    Unghiul este unghiul dintre înfăşurarea rotorică şi o

    înfăşurare statorică luată ca referinţă

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 12

    Inductosinul de rotaţie

    • partea fixă statorică care are două înfăşurări plane, multipolare,

    executate prin tehnologia cablajelor imprimate;

    • partea mobilă rotorică poartă o înfăşurare plană, cu pas unghiular

    constant, executată tot prin tehnologia cablajelor imprimate.

    •Cele două părţi se găsesc în funcţionare cu înfăşurările faţă în faţă,

    realizându-se un întrefier de 0.1…0.5 mm

    Înfăşurările:

    • într-un singur strat cu

    semifabricate din folie de

    cupru de 70 m;

    • curenţii de alimentare

    sunt mai mici de 1 A;

    • frecvenţa optimă a

    tensiunii de lucru:

    aprox. 10 kHz.

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 13

    selsina

    Selsina

    emitatoare

    Selsina

    receptoare

    )( reSe kU

    Micromotor

    bifazat

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 14

    armătură mobilă

    (3)

    circuitul

    feromagnetic (1)

    din ferită

    (2- înfăşurarea

    bobinei).

    inductosin

    Varianta constructivă a unui traductor

    inductiv de tip diferenţial:1-bobina; 2-

    miez feromagnetic; 3-ghidaj cu bile; 4-

    arc; 5-cap pentru palpare

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 15

    traductoare capacitive

    d

    AC r

    0

    d

    D

    LC r

    ln

    2 0

    xd

    bC r

    0

    dD

    LC r

    ln

    2 0

    b este lăţimea armăturilor, x este deplasarea liniară a armăturii

    plane şi respectiv L este deplasarea liniară a armăturii cilindrice

    Caracteristica

    statică teoretică

    = liniară,

    unidirecţională

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 16

    d

    AC r0

    d

    An

    CS r

    0

    Traductoarele capacitive

    cu modificarea distanţei

    d dintre armături au o

    caracteristică statică

    neliniară

    Traductor

    capacitiv

    diferenţial

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 17

    d

    xbC r

    101

    d

    xLbC

    02

    xd

    b

    d

    LbCCC

    r

    x

    10

    00

    x

    AC r

    101

    xd

    AC

    02

    xdAC

    rr

    r

    111

    10

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 18

    k

    dUU

    0

    Pe tija mobilă “1” este fixat suportul izolator “2” ghidat în mişcarea de

    translaţie prin intermediul ghidajelor “3” şi “3’”.

    Armăturile mobile “4” (din material ceramic) se deplasează relativ, în

    mişcare de translaţie faţă de armăturile metalice fixe ”5”.

    Întreaga construcţie este închisă în carcasa “6”

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 19

    traductoare incrementale optoelectronice

    • rigla incrementală - pentru traductoarele liniare

    • discul incremental – traductoarele de rotatie

    • capul de citire sau testare

    Rigla (a) şi discul

    incremental (b) codificate

    în cod binar

    1 – rigla incrementala

    2 – sursa de lumina

    3 – lentila colimatoare

    4 – grila transparenta

    5 - fotolemente

    Sursele luminoase: diode electroluminiscente

    (LED) sau diode laser

    Receptoarele fluxului luminos sunt fotodiode

    sau fototranzistoare.

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 20

    sin e + e e 0c1

    2sin

    e + e = e c2

    )2

    2+(e + e = e 0c3

    sin

    )2

    3+(e + e = e 0c4

    sin

    e - e = e

    e - e = e

    4224

    3113

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 21

    1 – front

    crescator;

    2 – front

    descrescator

    3 - contor

    L

    vf

    [s-1]

    impNn

    f 60

    F –frecventa impulsurilor

    v – viteza liniara a riglei

    n – turatia elementului mobil

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 22

    1-zona diviziunilor incrementale;

    2- zona impulsului de nul

    1-carcasa;

    2-disc incremental;

    3-circuite electronice

    Cuplaje elastice

    1-batiu; 2-traductor;

    3-clemă;

    4-şurub, piuliţă

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 23

    Traductoare optoelectronice absolute

    1-discul absolut;

    2-surse luminoase;

    3-fotoreceptoare;

    4-monostabil; 5-tact;

    6-informatie; 7-interfaţă

    Riglă

    codificată:

    a) cod binar;

    b) în cod Gray

  • Prof. dr. ing. Valer DOLGA 24

    • pista de validare - se permite utilizarea când elementele de testare

    se găsesc în mijlocul intervalului citit;

    • utilizarea codului Gray - când trecerea de la o valoare numerică la

    alta se face de aşa manieră încât se schimbă starea logică a unui

    singur ordin;

    • citirea in "V" - semnal logic "1" (diviziune transparentă) pe o pistă,

    comandă testarea pe elementul din stânga dreptei Y'Y" pentru pista

    urmatoare;

    - semnal logic "0" (diviziune opacă) pe o pistă, comandă

    testarea pe elementul din dreapta liniei Y'Y" pe pista următoare.

    Evitarea erorilor de citire: