Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Конспект лекций по КМР

.pdf
Скачиваний:
454
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
19.54 Mб
Скачать

сдвинутых токовых сигнала А и В, позволяющие определить перемещение в пределах шага растра, что дает возможность повысить разрешающую способность преобразователя и определить направление перемещения.

Оптическая схема преобразователя перемещений также содержит канал формирования референтной метки.

Впреобразователях линейных перемещений растровая шкала 2 в зоне Е содержит поля референтных меток. Поле референтной метки представляет собой непериодическую (кодовую) шкалу, закон формирования которой обеспечивает получение автокорреляционной функции кода с явно выраженным максимумом. На индикаторной пластине 3 имеется поле считывания Д с кодом, инверсным по отношению к коду референтной метки шкалы, и поле диафрагмы Г, участвующей вместе со светодиодом 5 и фотодиодом 6 в выработке опорного сигнала для формируемого каналом сигнала референтной метки. При относительном перемещении растровой шкалы 2 и индикаторной пластины 3 в зоне совмещения поля референтной метки и поля считывания Д происходит модуляция светового потока, излучаемого светодиодом 1,

ина выходе фотодиода 8 формируется токовый сигнал автокорреляционной функции кода референтной метки.

Впреобразователях угловых перемещений сигнал референтной метки вырабатывается в общем случае один раз за оборот вала. В канале формирования референтной метки для выработки опорного сигнала и сигнала референтной метки задействованы общий светодиод 10 (рис. 15.9) и фотодиод 11, идентичный фотодиоду 4, но с другой схемой включения светочувствительных площадок. Опорный сигнал вырабатывается с помощью поля диафрагмы Г индикаторного лимба 3, а специальный код поля референтной метки Е измерительного лимба 2 и инверсный код поля считывания Д, в случае их совмещения при относительном перемещении лимбов, модулирует световой поток, что приводит к формированию на выходе фотодиода токового сигнала автокорреляционной функции кода референтной метки.

Максимальный диапазон преобразования линейных перемещений – 3220 мм, угловых – неограничен.

Преобразователи линейных перемещений выпускают 4 и 3 классов точности, а преобразователи угловых перемещений, в зависимости от моделей, – 83 классов точности.

Каждому i – му классу точности соответствует предельная

погрешность перемещения i – наибольшее отклонение от действительного значения между двумя любыми точками во всем диапазоне перемещения. Для преобразователей линейных перемещений i – го класса соответствует предельная погрешность,

мкм: 4= 5,0 + 8,0L;

3 = 2,0 + 4,5L;

2 = 1,0 + 2,5L; для преоб-

разователей угловых

перемещений i

– го класса соответствует

475

предельная погрешность, (…''): 8 = 300''; 7 = 150''; 6 = 60''; 5

= 30''; 4 = 7,5''; 3 = 2,5''.

Преобразователи линейных перемещений имеют степень защиты 1Р64, 1Р53, 1Р50, преобразователи угловых перемещений

– 1Р65, 1Р64, 1Р50 по ГОСТ 14254-80. Первая цифра шифра характеризует степень защиты от воздействия твердых тел, вторая цифра – степень защиты от воздействия воды.

Типы выходных сигналов преобразователей перемещений: синусный токовый сигнал типа СТ, синусный сигнал напряжения типа СН, прямоугольный импульсный сигнал типа ПИ.

На рис. 15.10, рис. 15.11, рис. 15.12 и рис. 15.13 приведены геометрические параметры, а в табл. 15.4 технические характеристики преобразователей линейных перемещений ЛИР-7, ЛИР-9, ЛИР-14, ЛИР-15 и ЛИР-17 соответственно.

Рис. 15.10

476

Рис. 15.11

Рис. 15.12

477

Рис. 15.13

На рис. 15.14, рис. 15.15, рис. 15.16, рис. 15.17, рис. 15.18, рис.

15.19, рис. 15.20, рис. 15.21, рис. 15.22, рис. 15.23, рис. 15.24 и рис. 15.25

приведены геометрические параметры, а в табл. 15.5 и табл. 15.6 технические характеристики преобразователей угловых перемещений ЛИР-119А, ЛИР-128А-3, ЛИР-137А, ЛИР-158А-1, ЛИР-180А-1, ЛИР-

190А, ЛИР-1170А, ЛИР-219А, ЛИР-237А-3, ЛИР-337А-3, ЛИР-350А и ЛИР-390А соответственно.

Рис. 15.14

478

Т а б л и ц а 15.4

Технические характеристики преобразователей линейных перемещений

 

 

 

Тип преобразователя

Наименование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристики

ЛИР - 7

 

ЛИР – 9

ЛИР - 14

 

 

 

 

Разрешающая способ-

 

 

 

 

 

до 0,1

 

до 0,5

ность γ, мкм

 

 

 

 

 

 

ЛИР ЛИР

15 17

 

0,07;0,12;0,17;0,22;0,27;0,32;0,37;

 

 

 

 

 

 

 

0,42;0,47;0,52;0,57;0,62;0,72;0,82;

 

 

 

 

 

 

Стандартный ряд длин

 

0,92;1,02; 1,14;1,24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,34;1,44;1,54;

 

 

 

0.02

 

преобразуемого переме-

 

 

 

0,02; 0,008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,64;1,74;1,84;

 

 

 

щения L, м

 

 

 

 

 

 

0.04

 

 

 

 

1,94;2,04;2,24;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,64;2,84; 3,04;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,22

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение питания U, В

+5

±12

+5

±12

+5

±12

+5

±12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потребляемый ток I, мА

≤100

≤150

≤70

≤100

≤150

≤70

≤100

≤150

≤70

≤100

≤150

≤70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип выходного сигнала

СТ

ПИ

СН

СТ

ПИ

СН

СТ

ПИ

СН

СТ

ПИ

СН

СН

 

 

СН

 

 

СН

 

 

СН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Период выходного сиг-

20

 

20

20

 

20

20

 

20

20

 

20

нала δ, мкм

40

 

40

40

 

40

40

 

40

40

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1;

 

 

0,1;

 

 

0,5;

 

 

0,5;

 

 

 

0,2;

 

 

0,2;

 

 

1;

 

 

1;

 

Дискретность преобра-

 

0,5;

 

 

0,5;

 

 

2;

 

 

2;

 

 

1;2;

 

 

1;2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зователя dT , мкм

 

 

 

 

 

2,5;

 

 

2,5;

 

 

2,5;

 

 

2,5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5;

 

 

5;

 

 

5;

 

 

5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

10

 

 

10

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс точности i

 

 

3; 4

2; 3

Предельная погреш-

 

 

 

 

 

ность преобразователя

 

3 = 2 + 4,5L

2 = 1 + 2,5L

i – го класса точности

 

4 = 5 + 8L

3 = 2 + 4,5L

i, мкм

 

 

 

 

 

Максимальная ско-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рость перемещения V,

1

 

 

1

1

м/с

 

 

 

 

 

Максимальное ускоре-

0,5

 

 

0,5

0,5

ние а, м/с2

 

 

 

 

 

 

 

Степень защиты от

IP53

 

 

IР53

IР64

внешних воздействий

 

 

 

 

 

 

 

Масса m, кг

0,18 + 0,6L

 

0,28 + 1,55L

0,20

 

 

 

 

 

 

2;3 3;4

2 1 2,5L

3 2 4,5L

3 2 2,5L

4 5 8L

1

0,5

IР64

0,18

0,25

479

Рис. 15.15

Рис. 15.16

Рис. 15.17

480

Рис. 15.18

Рис. 15.19

481

Рис. 15.20

Рис. 15.21

Рис. 15.22

482

Рис. 15.23

Рис. 15.24

Рис. 15.25

483

Т а б л и ц а 15.5

Технические характеристики преобразователей угловых перемещений

Наименование

 

 

 

 

 

 

 

Тип преобразователя

 

 

 

 

 

 

 

характеристики

ЛИР-119А

ЛИР-128А-3

ЛИР-137А

ЛИР-158А-1

ЛИР-180А-1

ЛИР-190А

Разрешающая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

способность γ,

 

 

4

до

 

 

5

 

5

 

 

6

до

 

6

до 1,8

6

до 4 10

2 10

до 5 10

до10

10

10

дискрет/об

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение

+5

 

 

+5

 

+5

+5

+5

+5

 

питания U, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потребляемый

150

<100

150

<100

150

<100

 

150

<100

 

150

<100

 

150

ток I, мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выходной сиг-

ПИ

СТ,

 

ПИ

СТ,

ПИ

СТ,

 

ПИ

СТ,

 

ПИ

СТ,

 

 

ПИ

нал

 

СН

 

 

СН

СН

 

СН

 

СН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс

 

8

 

7, 8

7, 8

5, 6, 7, 8

6, 7, 8

3, 4

точности i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Погрешность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30; 60; 150;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

150; 300

150; 300

60; 150; 300

2,5; 7,5

 

 

 

 

 

 

 

,( )

 

300

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частота враще-

 

4

 

 

 

4

 

 

4

 

4

 

 

4

 

 

 

3

ния вала n,

10

 

 

10

 

 

10

 

10

 

 

10

 

4 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

об/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса (без ка-

0,02

0,06

0,09

0,23

0,33

0,7

 

беля) m, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл.

 

15.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

 

 

 

 

 

 

 

Тип преобразователя

 

 

 

 

 

 

 

характеристики

ЛИР-1170А

ЛИР-219А

ЛИР-237А-3

ЛИР-337А-3

ЛИР-350А

ЛИР-390А

Разрешающая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

способность γ,

до 3,6

5

до

 

 

4

 

5

до 5

5

 

 

3

до 1,8

5

10

4 10

до 5 10

10

до 144 10

10

дискрет/об

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение

+5

 

 

+5

 

+5

+5

+5

+5

 

питания U, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потребляемый

<100

150

150

<100

150

<100

 

150

<100

 

150

<100

 

150

ток I, мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выходной сиг-

СТ,

 

ПИ

ПИ

СТ,

ПИ

СТ,

 

ПИ

СТ,

 

ПИ

СТ,

 

 

ПИ

нал

 

СН

 

СН

СН

 

СН

 

СН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс

 

3

 

 

8

 

7, 8

7, 8

7, 8

4

 

 

точности i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Погреш-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность

 

2,5

 

 

300

 

150; 300

150; 300

150; 300

7,5

 

i ,( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частота враще-

 

3

 

 

 

4

 

 

4

 

4

 

 

4

 

 

 

3

ния вала n,

10

 

10

 

 

10

 

10

 

 

10

 

4 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

об/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса (без ка-

3,5

 

0,015

0,09

0,09

0,25

1,1

 

беля) m, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При поступательном движении выходного звена и использовании фотоимпульсного преобразователя линейного перемещения его перемещение равно, мкм:

S dT n,

484