Traductoare de Viteza Si Turatie

download Traductoare de Viteza Si Turatie

of 19

Transcript of Traductoare de Viteza Si Turatie

Traductoare de vitez i turaieTraductoare de vitez i turaieNoiuni fundamentale :Viteza, prin definiie, este o mrime vectorial. Dac direcia (suportul) de deplasare a corpului n micare este dat, atunci traductoarele de vitez furnizeaz un semnal care reprezint modulul vitezei i uneori sensul acesteia. Viteza liniara unui punct material n micare pe o dreapt la momentul t este dat de relaia : ] s / m [ ;dt) t ( dx) t ( v Pentruuninterval detimp t, suficient demic(astfel nct vitezaspoatfi considerat constant) viteza liniar se poate exprima prin :

;txv unde : x este distana parcurs pe dreapt de punctul material n intervalul de timp t , considernd micarea uniform.n cazul unui punct material n micare circular, viteza unghiular la momentult va fi :

[ ] s / rad ;dt) t ( d) t ( unde :) t ( este poziia unghiularapunctului material la momentultfa de origine. Pentru intervalul de timpt suficient de mic, astfel nct viteza unghiular s poat fi considarat constant, aceasta se exprim prinrelaia :

;t

- msura unghiului parcurs (" mturat ") de raza vectoaren timpul t.Observaie:De obicei, n loc de viteza unghiular se folosete mrimea denumit turaie sau vitez de rotaie, exprimat n [rot/min] sau[rot/s].1.Principii i metode utilizate n msurarea vitezeiPrincipiiledemsurareavitezei derivdinrelaiile(7.2)i (7.4). Uneori principiilei metodele de msurare pot fi consecine ale unor legi fizice ca de exemplu: legea induciei electromagnetice, efectul Doppler etc. a) Msurarea vitezei (liniare sau unghiulare) prin intermediul distanei parcurse ntr-un interval de timp dat.- Se marcheaz pe traiectoria mobilului, repere situate la o distan constant i relativ mic ntre ele, notate cu xrespectiv .Considernd un interval de timp0Tcunoscut, suficient de mare, astfel nct mobilul streac prin dreptul mai multor repere ( i ) - distana parcurs de mobiln acest timp va fi :x i x ,respectiv, unghiul parcurs n cazul micrii circulare va fi :

i; Viteza liniar a mobilului se exprim prin:

i KTx ivx0 undeconstant,TXK0x iar i este numrul de repere. Viteza unghiular se exprim prin :

i KTi0 unde . ctTK0 Rezult c operaia de msurare a vitezei const n determinara numrului i.n subcapitolul 7.2 se prezint un exemplu de traductor pentru msurarea vitezei liniare, care utilizeaz principiul menionat mai nainte.b) Cronometrarea timpului de parcurgere a unei distane date. Considernd pe dreapta ( pe suportul) pe care se deplaseaz mobilul, dou repere fixe situate la distana L0(cunoscut), viteza mobilului se poate determina prin msurarea intervalului de timp t n care mobilul parcurge distana L0 dintre cele dou repere. Se obine :;tLv0

Analog se detrmin viteza unghiular, considernd cele dou repere pe circumferina pe care se deplaseaz un punct material solidar cu mobilul aflat n micare de rotaie: t10 ;unde0-esteunghiul la centru determinat de cele dou repere, iar t - timpuln care mobilul parcurge arcul dintre cele dou repere.Un exemplu de traductor pentru msurarea vitezei liniare, bazat pe principiul menionat anterior, este prezentat n cele ce urmeaz.c) Legea induciei electromagnetice.Tensiunea electromotoare indus pe o curb nchis (C) nedeformabil, din material conductor, este egal i de semn contrar cu viteza de variaie n timp a fluxului magneticc printr-o suprafaoarecare,Sc, care se sprijin pe curba c : ; A d Bdtddt) t ( d) t ( ecScc unde:Beste inducia magnetic, iarA d- elementul de arie.n cazul unei bobine cu N spire, fluxul total prin bobin va fide N ori mai mare dect fluxul printr-o spir: cN , iartensiunea electromotoare indus n bobin va fi:

; dtd-N ) t( ec n aplicaiile industriale, micarea de translaie se obine dintr-o micare de rotaie. Cunoscnd viteza unghiular , a unui disc de raz r, viteza liniar (pe direcia tangentei) la periferia discului va fi :

r v Aceasta relaie arat proporionalitateavitezei liniare cu cea unghiular.ntruct traductoarele de turaie sunt mai uor de reali zat dect traductoarele de vitez liniar, n aplicaiile industriale, cele mai utilizate sunt traductoarele de turaie.Excepie fac cazurile n caremsurrile de vitez liniar sunt obligatorii (n cazul benzitransportoare, laminoare etc).2. Traductoare de vitezliniar2.1.Traductor de vitez liniar bazat pe msurarea distanei parcurse ntr-un interval de timp dat.Mobilul se mic solidar cu rigla gradat (R).Reperele sunt fante echidistante cu x. Rigla se afl ntre sursa de lumin (SL) i elementul sensibil fotoelectric (ES).Schema de principiu a traductorului de vitez liniar utilizeaz principiul traductorului de deplasare incremental i este prezentat n figura 7.1Fig. 7.1 Traductor numeric de vitez liniarImpulsul de durat T este obinut de la un generator de tact (GT) prin intermediul generatorului monoimpuls (GMI) la comanda Start. Poarta logic P (care reprezint un circuit I) este deschis pe durata T, iar impulsurile generate de elementul sensibil i formate prin circuitul formator de semnal (FS) sunt numrate de numrtorul N. n acest numrtor (pe durata T) se nscrie numrul : n = f T. unde : f este frecvena impulsurilor date de elementul sensibil ES.Dac pe durata T mobilul parcurge distana X, atunci : ; T xXf Deci ;xTTxn ntructKxT= constant, rezult:. v k n Deci numrul de impulsuri (n) nscris nnumrtorul N, este direct

proporional cu viteza liniar (v).2.2.Traductor de vitezliniarbazat pe cronometrareatimpului de parcurgere a unei distane cunoscute.Se monteaz, paralel cu traiectoriamobilului (M)dou sonde fotoelectrice1SF i 2SF (formate din emitor i receptor de flux luminos) n dreptul punctelor fixe x1 i x2 situate pe traiectoria mobilului. Distanadintre punctele (fixe) x1 i x2 esteL0 . Pe mobilul M ,ce se deplaseaz ,se aplic o bandreflectorizant (BR) , figura 7.2.Cnd mobilul ajunge cu BR n dreptul reperului1x sonda1SF d un impuls care pune bistabilul B n starea " 1" logic (iniial B se afl n starea " 0 " logic), iar cnd ajunge cuBR n dreptul reperului2x, sonda2SFd un impuls care determin trecereabistabilului nstarea " 0 " logic.Fig. 7.2 Schema de principiu a unui traductor numeric de vitez liniar, bazat pe msurarea timpului de parcurge a unei distane cunoscuteNotnd cutdurata impulsului dat de bistabil (timp ce reprezint durata n care mobilul parcurge distana L) iraportnd distana L la timpul t rezult viteza liniar : v= L/t ;Observaie:raportultLsecalculeazcuajutorul unei schemeutilizatla adaptorul numeric de turaie cu inversarea perioadei, prezentat n subcapitolul 43. Traductoarele de turaie Aceste traductoare convertesc turaia ntr-un semnal electric calibrat, utilizndprincipiile de msurare menionate. Oprim clasificare atraductoarelordeturaietrebuiefcut dupdestinaiaacestora n sistemele de reglareaturaiei.Astfel, traductoarele de turaie pot fi:a) Traductoare analogicede turaie, cnd acestea au semnalul de ieire unificat(curent continuu sau tensiune continu) fiind utilizate n cadrul sistemelor de reglareanalogic a turaiei.b) Traductoare numericede turaie, cnd acestea genereaz la ieire semnalenumerice (ntr-un anumit cod) fiind utilizate n cadrul sistemelor de reglare numerica turaiei. O alt clasificare a traductoarelor de turaie se poate face dup tipul (natura)elementelor sensibile.Din acest punct de vedere, traductoarele de turaie sunt:a) Traductoare cu elemente sensibile generatoare , la care semnalul de ieire este o tensiune electric dependent de turaie, obinut pe baza legii inducieielectromagnetice. Din aceast categorie, cele mai utilizate sunt tahogeneratoarele decurent continuu sau de curent alternativ i elemente sensibile cu reluctan variabil.b) Traductoarecuelementesensibileparametrice , lacarevariaiaturaiei modific un parametru de circuit electric (R, L, C ), care moduleaz o tensiune sauuncurentgeneratdeosursauxiliar. Celemaiutilizateelementesensibilenconstrucia traductoarelor de turaie sunt cele fotoelectrice sau de tip senzori integraide proximitate, descrii n capitolul 5.3.1. Tahogeneratoare de curent continuu Acestea sunt micromaini electrice (microgeneratoare) de c.c. carefurnizeaz la borne o tensiune continu proporional cu turaia avnd nivele i puteri suficient demari, nct pot fi folosite direct n SRA. Excitaia poate fi separat sau cu magnei permaneni (cea mai rspndit).Rotorul poate fi de tipcilindric, de tipdisc sau de tip pahar. Rotorul cilindric este realizat din tole de oel electrotehnic, iar nfurarea este plasatn crestturi nclinate n raport cu generatoarea. Constantele de timp ale tahogeneratoarelor de c.c. sunt sub 10 ms (ms 10 TTg ).Pentru constante de timp mai mici se cer utilizatetahogeneratoare cu rotor disc sau pahar. - Rotorul disc este realizat din fibre de sticl sau rin epoxidic, pe care sunt lipite nfurrile (utiliznd tehnica circuitelor imprimate) i care se rotete n faa magneilor permaneni - plasai paralel cu axa. - Rotorul paharare nfurrile lipite pe un pahar realizat din fibre de sticl sau rin epoxidic, iar magneii permaneni sunt plasai la fel ca la tahogeneratorul cu rotor cilindric. Prin aceste soluii constructive ultimele dou tipuri de rotoare ofer constante de timp mult mai mici. Astfel,constantelede timp mecanice se reduc sub o milisecund, iar constantele de timp electrice sunt mai mici dect 0,05 ms. Schema de principiu unui tahogenerator de curent continuu cu magnei permaneni i rotor cilindric este datn figura 7.3.

Fig.7.3- Schema constructiva unuitahogeneratorde curent continuuFig. 7.4 Forma tensiunii de la ieirea tahogeneratorului de curent continuuSemnificaianotaiilor din figura 7.3 este: MP - magnei permaneni;SM - unt magnetic;P - perii ;R - rotor ;C - colector ; K- carcas; ALNICO - aliaj care asigurstabilitaten timp i cu temperatura.Magneii permaneni (MP) sunt realizai din aliaje de tip ALNICO, care au o bun stabilitate n timp cu temperatura. Tot pentru stabilitate cu temperatura se prevd unturile magnetice de compensare (SM). Colectorul (C) are lamelele din cupru, iar periile sunt realizate din grafit. n cazul tensiunilor mici (sub 1V), corespunztoare turaiilor mici, colectorul se realizeaz din aliaje metalice ce conin argint, iar periile sunt din argint grafitat. Ansamblul colector perii fiind un redresor mecanic, tensiunea ) t ( uede la ieirea tahogeneratorului nu este strict continu, ci prezint ondulaii (figura 7.4.), datorit fenomenului de comutaientrelamelelecolectoarei perii. Acesteondulaii devinmai mici, dac numrul lamelelor colectoare este mare. Se caut o soluie de compromis deoarece creterea numrului de lamele duce la creterea inacceptabil a gabaritului.n acelai scop de reducere a ondulaiilor se pot folosi filtre trece jos la ieirea tahogeneratorului, care ns conduc la creterea timpului de rspuns (crete constanta de timp a tahogeneratorului).Tahogeneratoarele de c.c au sensibilitate redus datorit legii inducieielectromagnetice inupotfunciona corect la turaii mici (cresc erorile de neliniaritate i de ondulaie). De regul, g ama de turaii acoperit de tahogeneratoarele de curent continuu este de 50 rot/min 5000 rot/min .Observaie:Tahogeneratoarele de curent continuu pot fi utilizate i n acionrile reversibile.Funcionarea tahogeneratorului se analizeaz n dou regimuri:a) la funcionarea n gol - caracteristica static este liniar , exprimat prin relaia : ; n K ETg 0

unde: 0Eeste tensiune electromotoare, n - turaia [minrot], iar gTK- sensibilitatea tahogeneratorului, numit i constanta tahogeneratorului care depinde de :numrul perechilor de poli(p); numrul cilor de curent din rotor (2a); numrul de conductoare (N); fluxul dat de magneii permaneni ( 0).

60 aN pK0Tg Uzual sensibilitatea ( gTK)are valori cuprinse ntre1 i 10 .minrotmVb) la funcionarea n sarcin - tensiunea la borne este exprimat prin relaia : p A i 0 eU I R I n K E U

unde:I n Ki estecdereadetensiunecereprezintreaciaindusului, fiind proporional cu turaia (n) i curentul rotoric ( I ); RA I-cderea de tensiune pe circuitul rotoric,iar UP - cderea de tensiune la perii.Eroarearelativ( r) de conversieaturaiei n tensiune lamersulnsarcineste dat de relaia: 1n K RR1n K R Rn K Ri ASi A Si Ar+ + + + + Din ultima relaie se observ c pentru a reduce eroarea ( r)trebuiesc ndeplinite condiiileSR s fiemare,ARsfie micireacia indusului (n Ki ) s fiemic.Principalele caracteristici tehnico funcionale ale tahogeneratorului de c.c. sunt:a) Tensiunea electromotoare la 1000 rot / min ( KE) care este dat n111]1

minrot 1000Vi reflect sensibilitateatahogeneratorului;b)Rezistenaelectric(intern)laborne AR(necesarpentrudimensionarea rezistenei de sarcin);se adopt :A SR R >> c) Turaia maxim maxn.d) Curentul nominal IN (necesar pentru dimensionarea rezistenei de sarcin).e) Eroarea maximde neliniaritate definit prin relaia: [%] 100EE EmaxCC Mn

,_

unde EMeste tensiunea electromotoare msurat la diferite turaii (n), iar: ] V [1000nK EE C .

f) eroarea de reversibilitate la 1000 minrot, definit prin relaia:

( )[%] 100K , K minK - KEst . EdrEst. Edrrev ; undeEdrK iEstK reprezint valoarea KE la rotirea spre dreapta, respectiv spre stnga, cu n= 1000 minrot;g) - ondulaia maxim (pe diferite domenii de turaie) exprimat prin raportul:

[%] 100UUBmaxemax R

,_

;unde: max RU- este valoarea maxim a tensiunii de ondulaie iar eUeste valoarea medie a tensiunii de ieire.Observaie: Tahogeneratoarele de curent continuu se construiesc astfel nct B s nu depeasc 3%.3.2.Tahogeneratoare de curent alternativAceste tahogeneratoare pot fi de tip sincron sau asincron. Cele mai utilizate sunt tahogeneratoarele sincrone (datorit simplitii constructive) i seprezint n cele ce urmeaz.Tahogeneratoarele sincrone de curent alternativ genereaz o tensiune sinusoidal monofazat a crei, valoare efectiv i frecven sunt dependente de turaie. Constructiv, acest tahogenerator, este format din : stator realizat din tole de oel electrotehnic pe care se afl bobine, iar rotorul este construit din magneipermaneni - ce formeaz mai multe perechi de poli (figura 7.5).Domeniul turaiilor de lucru este de 100 minrot5000 minrot.Funcionarea la turaii mici este limitat de faptul c viteza de variaie a fluxului magnetic nu este suficient pentru ncadrarea n limitele de eroare.Fig. 7.5. Schema constructiv a tahogeneratorului sincron de curent alternativ n domeniul de funcionare (precizat anterior) tensiunea electromotoare generat este sinusoidal fiind dat de relaia :

,_

t n602sin K W60n 2) t ( e0 w 0 ;unde:nesteturaian[rot/min];W-numrul despire(pentruunpol);Kw-o constant ce depinde de tipul nfurrii; 0-amplitudinea fluxului magnetic (rotoric).Amplitudinea tensiunii din (7.27) poate fi ordinul sutelor de voli.Valoarea efectiv a tensiunii electromotoare induse este proporional cuturaiafiind exprimat prin relaia :

n K n K w602E0 W 0

Observaie :Deoarece frecvena tensiunii) t ( e0 depindedeturaie, la funcionare pe impedan de sarcin ( SZ) finit, liniaritatea poate fi afectat ajungndu-se la erori inadmisibile. Ca urmare, n locul valorii tensiunii efective sau a valorii maxime a tensiunii se utilizeaz(pentru conversia turaiei) frecvenatensiunii) t ( e0 , conform cu relaia (7.27), datderelaia : 60nf ; Principalele caracteristici tehnico funcionale sunt :- valoarea efectivatensiunii E0 , la 1000 rot/min.- turaia maxim; curentul nominal (la turaia maxim);- rezistena nfurrii statorice;- frecvena tensiunii electromotoare la 1000 rot/min.Adaptoarele pentru tahogeneratoarele de c.a. sunt simple, fiind formate dintr-un redresori un filtru dac pentru msurarea turaiei este folosit amplitudinea tensiunii ) t ( e0 .Dac este folosit frecvena(f) pentru msurarea turaiei, tahogeneratorul se conecteaz la un adaptor numeric, similar cu cele prezentate n subcapitolul 7.4.3.3. Traductoare de turaie cu reluctan variabilElementul sensibil la aceste traductoare este compus dintr-un magnet permanent - prelungit cu un miez de fier (pe care este nfurat o bobin) aflat la mic distan de periferia unui disc din material feromagnetic figura 7.6.Discul poate fi danturatsau prevzut cufante echidistante. Acesta este montat pe axul a crui turaie se msoar

a) Element sensibil care genereaz mai multe impulsuri la o rotaieb) Element sensibil care genereaz un singur implus la o rotaiea) Forma tensiunii Ue(t) b) Forma tensiunii Ue(t)Fig. 7.6. Modaliti de realizare a elementului sensibil cu reluctan variabil i forma tensiunii Ue(t)Magnetul, miezul de fier i discul formeaz un circuit magnetic a crui reluctan variaz n funcie de poziia dinilor discului fa de miezul magnetic. Cnd un dinte al discului se afl n prelungirea miezului, reluctana este minim, iar cnd n prelungirea miezului se afl un spaiu liber al discului, reluctana este maxim. Variaia de reluctan duce la variaia de flux magnetic prin bobin, ceea ce va induce o tensiune ) t ( uen bobin conform legii induciei electromagnetice:

dtd) t ( ue ; La o rotirea discului(cu o vitez suficient de mare nct derivata fluxului s poat crea o tensiuneelectromotoare sesizabil) se obine un numr de impulsuri egal cu numrul de dini (z) de pe circumferina discului, figura 7.6.Frecvena(f) atensiunii electromotoareindusern bobin este :Z n f unde : Z estenumrul de dini (fante), iar n turaia n rot/ s.Elementele sensibile cu reluctana variabil nu se pot utiliza la turaii joase i foarte joase, deoarece n aceste cazuri amplitudinea implusurilor fiind dependent de turaie, poate s scad sub pragul de sensibilitate al adaptorului. Creterea sensibilitii la turaii mici este posibil prin utilizarea unor discuri cu un numr mare de dini.Pentru obinerea unui semnal unificat la ieirea traductorului, proporional cu turaia, elementul sensibil trebiue conectat la un adaptor analogic.Schema bloc a traductorului analogic de turaie (ES+ADAPTOR) cu reluctan variabileste prezentat n figura 7.7. Fig. 7.7- Schema bloc a traductorului analogic de turaie cu reluctan variabilSemnificaia notaiilor este:ES- element sensibil; A+R- amplificator +redresor; F.S. - formator de semnal; M monostabil; DM - dispozitiv de mediere; EE - etaj de ieire.Funcionarea traductorului se explic cu ajutorul diagramei de semnale dat n figura 7.8. Semnalul UES, avnd perioada T, furnizat de elementul sensibil (ES) este amplificat i redresat monoalternan de ctre blocul amplifcator redresor (A+R).Dup ce este format de ctre blocul FS, semnalul purttor de informaie referitor la turaie este aplicat monostabilului Mcare genereaz impulsuri dreptunghiulare de amplitudine constant (U0) i durat fixat ( 0t), avnd aceeai perioad T. Tensiunea UM de la ieirea monostabilului este mediat prin dispozitivul de mediere DM pe o durat T T0 >>, rezultnd o tensiune continu UDM proporional cu turaia:

n K60nt UT1U tU tT iidt ) t ( UT i1dt ) t ( UT1U0 0 0 0T i00 0 MT0M0DM0 n condiia: T ) 1 i ( T T i0 + < , unde i este numrul de impulsuri.

Fig. 7.8 Diagrama de semnale pentru traductorul analogic de turaie cu reluctan variabilEtajul deieire(EE) furnizeazunsemnal unificat detensiune(UE) saude curent (IE) proporional cu turaia (n). Acest traductor poate fi utilizat la msurarea turaiilor ntr-un domeniu larg (100 rot/min300.000 rot/min). Observaie: Elementul sensibil cu reluctan variabil poate fi conectat la un adaptor numeric, crescnd astfel precizia i timpul de rspuns.3.4. Traductoare de turaie cu elemente fotoelectriceAceste traductoare utilizeaz elemente sensibile de tipfotoelectric care detecteaz variaiile unui flux luminos, dependente de viteza de rotaie, folosind n acest scop un dispozitiv modulator acionat de axul a crui turaie se msoar (figura 7.9).Dupmodul ncareseobinvariaiilefluxului luminos, dispozitivele modulatoare sunt de dou tipuri:a cu ntreruperea fluxului luminosb cu reflexia fluxului luminos.ncazulntreruperii fluxului luminos, elementul sensibil estedeforma celui din figura 7.9-a fiind alctuit dintr-o surs de radiaii luminoase (SL) n spectrul vizibil sau infrarou i un element fotoelectric (EF), ntre care se afl un disc opac (D) prevzut cu orificii (fante) echidistante aezate pe un cerc concentric discului. Uneori discul D este transparent i fantele sunt opace.Elementul fotoelectric(fotodiodsaufototranzistor)i sursaderadiaii luminoase (SL) sunt aliniatepeodreaptparalelcuaxul discului i care intersecteaz cercul cu orificii de pe disc. Cnd un orificiu se gsete pe dreapta ce unete SL cu EF, radiaia luminoas produce deblocarea elementului fotoelectric, iar cnd ntre EF i SL se gsete partea opac a discului, elementul fotoelectric este blocat. AttSL ct i EF sunt prevzute cu lentile de focalizare (L1i L2). Cnddiscul serotete, orificiilesaletrecsuccesivprincaleade lumindintreSLi EF, obinndu-seimpulsuriluminoase, care, ajungndpe EF, sunt convertite cu ajutorul unor circuite electronice, n impulsuri dreptunghiularedetensiunecompatibile(compatibile TTL).Frecvena acestor impulsuri esteegalcuvitezaderotaieadiscului (nrot/s) multiplicatcu numrul de orificii de pe disc. Rezult o relaie de dependen de tipul (7.31), n care z reprezint numrul de orificii: f=n.z.a) - Element sensibil fotoelectric cu ntreruperea fluxului luminosb)- Element sensibil fotoelectric cu reflexia fluxului luminosFig. 7.9 Principii de funcionare ale elementelor sensibile fotoelectriceObservatii:-Constructiv, sursa SL, lentilele L1 i L2 ct i elementul fotoelectric (FF) sunt ncapsulate ntr-o sond sau cap de citire.-Creterea sensibilitii elementului sensibil presupune utilizarea unui fototranzistor ca element fotoelectric (EF).-Pentrueliminareaerorilor demsurare, cauzatedeluminanaturalse utilizeazoptocuploarecufuncionarendomeniul infrarou. Astfel, SLeste nlocuit de un LED cu emisie n infrarou, iar EF este un fototranzistor pentru domeniul de infrarou.n figura 7.10-a este prezentat schema circuitului de formare a impulsurilor pentruunelement sensibil cufotodiod, iar nfigura7.10-bse prezint forma tensiunii de ieire, furnizat de circuitul de formare. Valorile UH (nivel nalt) i UL(nivel sczut) corespund nivelelor de tensiuni specifice circuitelor integrate TTL.Varianta realizrii elementului sensibil fotoelectric prin reflexia fluxului luminos este prezentat n figura 7.9-b. n acest caz turaia unui disc sau a unei piese aflate n micare de rotaie este convertit ntr-un tren de impulsuri fr a necesitaundiscauxiliar montat peax. Peaxul saupiesacareserotetese marcheaz un reper (sau mai multe repere echidistante) sub forma unui

dreptunghi, cuvopsea reflectorizant sau se lipete oband reflectorizant (figura 7.9-b).Reperele reflectorizante trebuie s alterneze cu zone nnegrite care absorb radiaia luminoas.Sursa SL i elementul fotoelectric EF se dispun n aa fel nct, radiaia luminoas emis de SL i reflectat de reperul reflectorizant s cad pe EF, care devenind activ s emit un impuls de tensiune. Formatorul de impulsuri poate fi de acelai tip cu cel prezentat n figura 7.10-a, iar frecvena impulsurilor este dat de aceeai relaie (7.31), n care z reprezint numrul de repere reflectorizante de pe ax sau de pe piesa n micare de rotaie.Fig. 7.10a) circuit electronic de formare a impulsurilor; b) forma tensiunii de ieireDomeniul de utilizare al elementelor sensibile fotoelectrice este cuprins ntre 1 rot/m in i 107 rot/min, dac discul sau axul n rotaie este prevzut cu un singur reper, dar limita superioar poate fi micorat la turaii mai mici, folosind mai multe repere pe disc (sau ax).Traductoarele de turaie cu elemente fotoelectrice sunt foarte rspndite datorit urmtoarelor avantaje: gamlarg de turaii (inclusiv turaii foarte joase); construcie simpl; ncrcare a axului cu un cuplu neglijabil sau nul (n cazul ES cu reflexie) i lipsa uzurii mecanice. Dezavantajul esenial l reprezint apariia erorilor de msurare n medii cu praf, fum sau lumini exterioare puternice.Schemele adaptoarelor numerice pentru elemente sensibile de tip fotoelectric sunt date n 7.43.5 Elementele sensibile magnetice pentru traductoarele de turaieFrecvent utilizat ca element sensibil magnetic n construcia traductoarelor deturaieestesenzorul magneticcomutator, integrat, bazat pe efectul Hall, care a fost prezentat n cap.5 (seriile SM 230 i SM 240). n figura 7.12-a s-a prezentat un detector de turaie cu senzor magnetic comutator (SMC) cuecranarea cmpului magnetic, iar nfigura 7.12-beste prezentat detectorul de turaie cu senzor magnetic comutator ce funcioneaz prin concentrarea cmpului magnetic.a) Detector de turaie cu senzor magnetic comutator prin ecranarea cmpului magneticb) Detector de turaie cu senzor magnetic comutator prin concentrarea cmpului magneticFig. 7.11 Principii de realizarea a detectorului de turaie cu senzor magnetic Seobservcnfigura7.11-a, ecranareacmpului magneticseobine aeznd senzorul (SMC) i magnetul Mde o parte i de alta a discului feromagnetic D, fixat pe axul a crui turaie se determin. Discul Deste prevzut cu o decupare mai mare dect suprafaa activ a senzorului, iar SMC i magnetul Msunt situaipeoax comun paralel cuaxulA.Distana dintre SMCi Msealegeastfel nct atunci cndcentrul decuprii seaflpeaxa comunacelordouelemente(SMCi M)sfieatinspraguldedeschidere (activare) a senzorului, iar cnd senzorul este ecranat de discul D, senzorul s se blocheze.Pentru o ecranare sau concentrare sigur a cmpului magnetic, grosimea discului trebuie s fie mai mare de 1 mm.ncazul detectorului dinfigura 7.11-b, pe axul Aa crui turaie se msoar, este fixat tamburul T din material feromagnetic a crui grosime trebuie s asigure prin decupare o fant cu suprafaa mai mare dect suprafaa activ a senzorului magnetic comutator (SMC). Funcionarea acestui detector se bazeaz peconcentrarealiniilor cmpului magneticdectretamburul T, atunci cnd senzorul este plasat ntr-un cmp magnetic insificient de intens pentru a realiza comutarea (deschiderea) lui.Astfel, cnd tamburul T se afl n dreptul senzorului se depete pragul magneticdedeschidereasenzorului, iar cnddecupareatamburului esten dreptul senzorului are loc blocarea acestuia, datorit dispersiei liniilor de cmp magnetic. Fig. 7.12- Forma tensiunii de ieire pentru detectorul de turaie cu senzor magnetic comutator: a) prin ecranarea cmpului (fig. 7.11 - a); b) prin concentrarea cmpului (fig.7.11-b)Notnd cu Uetensiunea de ieire a SMC i menionnd c pentru senzor

deschis Ue este de nivel logic 0, iar pentru senzor nchis Ue este de nivel logic 1, formele de variaie a tensiunii Uepentru detectoarele de turaie din figura 7.11-a i b sunt prezentate n figura 7.12 (a i b).Modul de conectare a senzorului magnetic cu adaptorul este prezentat n figura 7.13, unde Rp este rezistena de polarizare a colectorului tranzistorului din etajul de ieire al senzorului integrat.Fig. 7.13 - Conectarea senzorului magnetic comutator (detector de turaie) cu adaptorulDomeniul de turaii n care poate fi utilizat senzorul magnetic comutator este larg: 1 107 rot/min.Unavantajimportantl constituiestructuraintegrat, miniaturizata SMC.Dezavantaje: Necesitatea atarii unui disc feromagnetic pe axul aflat n micare de rotaie.Senzorul magnetic comutator, ca oricare detector de turaie cu funcionare n impulsuri, poate fi introdus ntr-o schem de traductor analogic pentru turaie, ca cea din figura 7.7.4.Adaptoare numerice pentru traductoare de turaienprincipiu, schemeleadaptoareloraferentetraductoarelornumericede turaiesuntasemntoarecucelealefrecvenmetrelornumerice. Dupmodul cum se determin turaia din trenul de impulsuri furnizate de elementul sensibil, aceste adaptoare sunt de dou feluri:a) cu numrarea impulsurilor;b) cu inversarea perioadei.Schema funcional a unui traductor de turaie bazat pe numrarea impulsurilor este prezentat n figura 7.14, unde ES este elementul sensibil care furnizeaz impulsuri adaptorului format din: A+FI amplificator i formator de impulsuri; GT generator de impulsuri de tact; DF divizor de frecven; SG selector de gam; P poartlogic I ; N numrtor; DA dispozitiv de afiare numeric.Laieireadivizorului defrecvenseobine, potrivit gamei alese, un impulsdreptunghiulardeduratfixT0, astfel nct pedurataacestui impuls numrtorul va numran=kncT0/60 impulsuri, ncreprezentnd valoarea cuantizat a turaiei n rot/min, iar k o constant egal cu numrul de impulsuri furnizate de ES la o rotaie. Lund T0 = 60 10a /k, unde a se alege n funcie de precizia i de timpul de msurare dorite, se obine n= 10anc. Fig. 7.14. Schema de principiu a traductorului numeric de turaie bazat pe numrarea impulsurilorAcest adaptor are avantajul c, datorit medierii pe un interval suficient demareT0, indicaianuesteafectatdeeventualelefluctuaii devitezale axului acrui turaiesemsoar. Eaprezintnsdezavantajul unuitimpde msurare foarte mare comparativcu perioada micrii de rotaie. Pentrua elimina acest inconvenient se utilizeaz o schem de adaptor dup principiul b). Schema funcional a traductorului numeric de turaie bazat pe inversarea perioadei este prezentat n figura 7.15. Elementul sensibil ES este oricare dintre cele cu funcionare n impulsuri furniznd adaptorului un tren de impulsuri dreptunghiulare de perioad T, egal cu perioada de rotaie a axului a crui turaie urmeaz s se determine. Aceste impulsuri se aplic generatorului monoimpuls GMI1 pe intrarea '1I . Atunci cnd de la blocul de comand BC se aplic un semnal de start pe intrarea "1I, GMI1genereaz la ieirea E1un monoimpuls de durat T care deschide poarta I P1pe intervalul de timpT. Pe acest interval numrtorul N1numr impulsuri defrecvenfixf1primiteprindivizorul defrecvenDFdela generatorul desemnal dreptunghiularGSD. Tot deladivizorul defrecven, generatorul monoimpuls GMI2primete pe intrarea'1I un semnal dreptunghiular de frecven fix f2 = 1/T2. La terminarea intervalului de timp T (deci dup o perioad de rotaie) poarta P1se blocheaz, numrtorul N1avnd nscrisnumrul Tf1.In acestmoment generatorulmonoimpulsGMI2primete comand pentru generarea unui monoimpuls de durat T2, care deschide poarta IP2. Numrtorul N2numrimpulsurileprimiteprinpoarta'2I . Cnd informaia coninut n N2coincide cu informaia coninut n N1, circuitul de coinciden CC d un impuls care este numrat de numrtorul N3i, totodat, tergenumrtorul N2. Ciclul denumrareal lui N2sereiapnlafritul intervalului de timp T2. Astfel, pe intrarea de numrare a lui N2au trecut T2f0

impulsuri. Coincidenele numrate de N3 reprezint partea ntreag a rezultatului mpririi T2f0/Tf1 = n . Lund, de exemplu, T2f0 = 60f110a, se obine n = nc10a, undencreprezintvaloareacuantizataturaiei nnrot/min, iar aesteun coeficientntreg care se alege din considerente de precizie. Rezultatul ciclului este memorat de memoria tampon MT i afiat de ctre dispozitivul de afiare numeric DAN.Fig. 7.15 Schema bloc a traductorului numeric de turaie cu inversarea perioadeiAdaptorul bazat pe inversarea perioadei prezint avantajul calculului foarte rapid al turaiei (mai puin de dou perioade de rotaie), furniznd informaientimpreal, i dinacest motivesteindicatlamsurareaturaiilor joase i foarte joase. n schimb, prezint dezavantajul c dac viteza de rotaie s-amodificat nperioadancares-afcut msurarea, rezultatul vafi eronat, deoarece nu s-a mai fcut o mediere a turaiei.Laadaptoarelenumericealetraductoarelordeturaiedetipula)sepot conectadirect elementelesensibile aletraductoarelor numericededeplasare unghiulardetipincremental, modificndu-secorespunztorsensibilitatea, n funcie de caracteristicile acestor elemente.