9.3. Вимірювання кутових переміщень

В слідкуючих приладах, які є одними з основних функціональних елементів в системах автоматичного керування робототехнічними модулями для забезпечення точного відпрацювання і зупину приводу у заданій точці необхідно мати можливість вимірювання кутових переміщень вихідного (а іноді і вхідного) валу приводу. Для цього використовують так звані давачі зв'язку за положенням.

Такі здавачі в слідкуючи приладах використовуються як здавачі(датчики) розузгодження (див. "Функціонально необхідні елементи слідкуючи систем та їх вибір" В.С. Недавній 1999 р.).

Існують три різновиди здавачів положення:

1) імпульсні;

2. кодові;

3. аналогові.

Імпульсні датчики перетворюють кутове переміщення у певну кількість електричних імпульсів. Вони можуть бути різного принципу дії: фотоелектричні, індуктивні та т.п.

Найбільш поширеними є фотоелектричні, що складаються з диска на його периферію поділками та фотоелектричного зчитуючого пристрою, який формує електричні імпульси. Кількість цих імпульсів відповідає куту переміщення зчитуючого пристрою відносно диску, тобто куту переміщення валу приводу, на якому закріплено давач переміщення.

Похибка імпульсного давача визначається роздільною здатністю Δε_p та інструментальною похибкою Δε_ін його зчитуючого пристрою.

Роздільна здатність – це найменший кут відносного переміщення диску або зчитуючого пристрою, який викликає появу давача наступного імпульсу. Вона визначається кількістю поділок диску на одиницю кута переміщення давача.

Інструментальна похибка викликається неточністю нанесення поділок на диск, відхиленням центрування диска та зчитуючих елементів відносно осі обертання давача. неточністю установки зчитуючи елементів.

Сумарна похибка імпульсного давача визначається середньоквадратичним значенням:

Слід підкреслити, що імпульсні давачі можна застосовувати тільки в системах відліку координат за приростом, бо вони не можуть давати інформацію в нерухомому стані. Тому природно, що в пристрої керування слідкуючого приладу з імпульсним здавачем положення має бути лічильник для реєстрації та зберігання імпульсів, які надходять від давача.

Кодові давачі положення принципово відрізняються від імпульсних давачів тим, що на їх виході у будь-якій їх позиції утворюється код, характеризуючий кутове положення, тобто такі давачи дають інформацію не за приростами, а безпосередньо перетворюють своє кутове положення у код, частіше за все – двійковий.

Тема 10. Вимірювання сил, тиску і крутячих моментів

10.1 .Вимірювання тиску

Тиск газів і рідин вимірюють за допомогою манометрів. Для технічних цілей, як правило, застосовують пружинні манометри, в яких вимірюваний тиск зрівноважується силою пружинної деформації мембрани, пружини або іншого пружного елемента.

Інструментальна похибка манометрів цієї групи в основному викликається залишковою деформацією пружних елементів, зносом передаточного механізму та збільшенням зазорів в шарнірних з’єднаннях.

Наприклад, для технічних манометрів типу МТ основна зведена інструментальна похибка досягає ±4%. Верхні границі вимірювання цих манометрів від 10 до 400 атмосфер.

В лабораторній практиці поряд з пружними використовуються рідинні манометри, в яких вимірювальний тиск врівноважується тиском стовпа затворної рідини: ртуті або масла.

Основна похибка рідинних манометрів викликається неточністю відчиту рівня рідини в трубках манометра.

Так похибка візуального відчиту рівня рідини складає 0.5-1 мм. Очевидно, що її можна зменшити, збільшуючи висоту трубок. Так, основну зведену похибку можна визначити за таким виразом:

δ_зв = Δ_вв 100%/Η ,

де Δ_вв - похибка візуального відчиту;

Н - висота стовпа для верхньої границі вимірювання.