Конспект лекций по КММ

Для углового преобразователя максимально возможную угло-

вую рабочую скорость измерительной системы рассчитывают по формуле, с-1:

max fmax 10 / n .

На рис.13.26 изображено устройство цифровой индикации ЛИР-531, предназначенное для использования в системах, станках, мехатронных устройствах, где имеется необходимость визуального контроля по трем направлениям с использованием трех измерительных преобразователей. УЦИ ЛИР-531 может работать с линейными и угловыми преобразователями перемещений и индицировать значение линейного перемещения в миллиметрах и долях миллиметра или угол поворота в градусной мере, а также в различных комбинациях.

Рис. 13.26

Для соединения концов валов преобразователей движения и датчиков информации, а также компенсации несоосности этих валов

ЛИР – 803

Рис. 13.29

ЛИР – 805

Рис. 13.30

ЛИР – 807

Рис. 13.31

з)

Рис. 13.32

В мехатронных модулях применяют двухполюсные и многополюсные вращающиеся трансформаторы, работающие в режимах: си- нусно-косинусном, линейном, фазовращателя, дистанционной передачи угла.

На основе синусно-косинусных ВТ в качестве датчиков углового положения используют фазовращатели (рис. 13.32, е), которые обеспечивают линейное изменение фазы выходного напряжения как функции угла поворота ротора. Как следует из принципа действия ВТ, за один оборот ротора с его выходной обмотки снимается один период напряжения, что не всегда обеспечивает требуемую дискрет-

Угловая погрешность некоторых редуктосинов, работающих в режиме фазовращателя, достигает 1'.

Индуктосины – многополюсные ВТ с печатными обмотками, выполненными на неферромагнитном сердечнике.

Для контроля высокоточных угловых и линейных перемещений в мехатронных модулях применяют круговые и линейные индуктосины.

Круговые индуктосины (рис. 13.34) представляют собой электрическую микромашину плоской конструкции с двумя изолированными дисками, на которых расположены печатные обмотки. Один из дисков соединен с валом исполнительного механизма (ротор), а второй - неподвижен (статор) (рис. 13.34, а). Обмотки выполняют однослойными и многослойными. Чаще всего применяют индуктосины с многополюсной однофазной обмоткой на статоре (рис. 13.34, б) и двухфазной секционной обмоткой на роторе (рис. 13.34, в).

В режиме фазовращателя питание обмоток индуктосина осуществляют переменным напряжением с частотой 10…100 кГц сдвинутым по фазе на 90о.

Погрешность преобразования кругового индуктосина не превышает 5''.

Рис. 13.34

Линейный индуктосин по принципу действия аналогичен круговому. Он состоит из длинной линейки, установленной на неподвижной части мехатронного модуля движения и имеет однофазную многополюсную обмотку, и короткой головки считывания (сканирующей головки), устанавливаемой на подвижном элементе модуля. Обмотка короткой линейки – двухфазная со сдвигом фазы на 90о. Один полюс обмотки составляет обычно 2 мм, длина головки – 100 мм, а длина линейки – 250 мм. Для перемещений более 250 мм линейки стыкуют по торцам, образуя наборную шкалу.

13.3. Датчики скорости

Датчики скорости предназначены для получения в мехатронном модуле сигнала обратной связи по скорости, которая является корректирующей обратной связью, обеспечивающей устойчивость работы мехатронного модуля. Поэтому к датчикам скорости не предъявляют таких жестких требований по линейности и точности, как к датчикам положения. Они должны иметь главным образом хорошую чувствительность, особенно при малых скоростях.

Для получения сигнала по скорости в мехатронном модуле могут быть использованы импульсные датчики, рассмотренные выше. В этом случае мехатронный модуль должен дополнительно содержать преобразователь частоты импульсов в скоростной сигнал. Точность получения скоростного сигнала таким способом зависит от числа импульсов на оборот вала. Таким образом, использование в силовом модуле импульсного датчика позволяет выделить два сигнала: по положению и по скорости, что упрощает конструкцию мехатронного модуля.

Для получения сигнала только по скорости используют специальные датчики скорости – тахогенераторы и фотоимпульсные датчики скорости.

Тахогенераторы представляют собой электрические микромашины, выходное напряжение которых пропорционально угловой скорости вращения ротора.

Взависимости от принципа действия тахогенераторы делят на три группы: тахогенераторы постоянного тока, асинхронные и синхронные. Тип тахогенератора выбирают в зависимости от требований точности, линейности скоростной характеристики диапазона изменения частоты вращения двигателя, условий эксплуатации, надежности, габаритных размеров, массы.

Вмехатронных модулях с коллекторными двигателями постоянного тока, как правило, применяют коллекторные тахогенераторы постоянного тока. В модулях с бесконтактными асинхронными и синхронными двигателями, применяемыми во взрыво- и пожароопасных средах, используют бесконтактные асинхронные и синхронные тахогенераторы.

Вкачестве тахогенераторов постоянного тока (ТГП) применяют двухполюсные микромашины постоянного тока с электромагнитным

имагнитоэлектрическим (от постоянных магнитов) возбуждением. На рис. 13.35 изображены коллекторные тахогенераторы посто-

янного тока ТГП-1 и ТГП-1А с зубцовым ротором, на рис. 13.36 – та-