5. Датчик перемещения. В настоящее время в электроприводе для измерения пермещения подвижных частей машин и меха­низмов применяются индукционные и фотоэлектронные пре­образователи.

К индукционным относятся вращающиеся трансформаторы, сельсины и индуктосины.

Вращающимися трансформаторами (ВТ) называются электри­ческие микромашины переменного тока, преобразующие угол поворота а в синусоидальное напряжение, пропорциональное этому углу. В системе автоматического регулирования вращаю­щиеся трансформаторы используются в качестве измерителей рассогласования, фиксирующих отклонение системы от некото­рого заданного положения. Вращающийся трансформатор имеет на статоре и роторе по две одинаковые однофазные распределенные обмотки, сдвину­тые между собой на 90°. Напряжение с обмотки ротора снимает­ся с помощью контактных колец и щеток или с помощью коль­цевых трансформаторов. Принцип действия ВТ в синусном режиме основан на зави­симости напряжения, наведенного в обмотке ротора пульсирую­щим магнитным потоком статора, от углового положения осей обмоток статора и ротора.

Рисунок 10 - Вращающийся трансформатор серии 5 БВТ

Сельсин представляет собой электрическую микромашину переменного тока, имеющую две обмотки: возбуждения и син­хронизации. В зависимости от числа фаз обмотки возбуждения различают одно- и трехфазные сельсины. Обмотка синхрониза­ции всегда трехфазная. В системах автоматизированного управления широкое распространение полу­чили бесконтактные сельсины с кольцевым трансформатором. Сельсины могут использоваться в амплитудном и фазовращательном режимах.

Рисунок 11 - Бесконтактный сельсин серии БС-151А

Индуктосином называют бесконтактную информационную машину без магнитопровода с печатными первичной и вторичной обмотками, возбуждаемую однофазным напряжением. Выходное напряжение индуктосина является функцией углового положения ротора.

Индуктосины могут быть круговыми и линейными. Линейный индуктосин (рис.12, а) представляет собой линейку, на одной стороне которой нанесена плоская печатная обмотка из медной фольги, изолированная от основания линейки слоем диэлектрика. Линейные индуктосины выполняются всегда из металла (как правило, из стали). Круговой индуктосин (рис.12, б) состоит из двух дисков (ротора и статора), один из которых вращается на валу, а другой - неподвижен. На торцевых поверхностях дисков, обращенных друг к другу, нанесены обмотки. Диски могут быть изготовлены как из изоляционных материалов (керамика, стекло), так и из металла (сталь, алюминиевый сплав, чугун).

а) б)

Рисунок 12 – Индуктосин (а-линейный, б-круговой)

Фотоэлектрический преобразователь перемещения состоит из трех основных частей: механической, оптической и электронной.

Механическая часть служит для точного вращения входного вала преобразователя, на котором расположен растровый диск. Механическая часть имеет базовые поверхности для установки и присоединения фотоэлектрического преобразователя к валу ме­ханизма. Корпус преобразователя защищает оптическую и элек­тронную части от пыли, влаги и механического воздействия.

Оптическая часть (рис. 13) содержит светодиод 1, линзу 2, растровую индикаторную пластину 3 и растровый диск 7.

Рисунок 13 – Упрощённый вид оптической части фотоэлектрического преобразователя

Световой поток светодиода 1 проходит через линзу 2, растровый диск 7, растровую индикаторную пластину 3. При вращении растро­вого диска меняется интенсивность света, который пропускается через растровое сопряжение, образуемое диском 7 и пластиной 3. В результате меняется фототек через основные фотодиоды 4 и 6. На индикаторной пластине растры расположены в четырех сек­торах. Штрихи каждого из секторов смещены относительно друг друга на 1/4 периода растра. Четыре фотодиода, установленных против каждого из этих секторов, и сопрягаемые с ними растры диска формируют основные первичные сигналы, изменяющиеся по синусоидальному и косинусоидальному законам. Фотодиод 5, расположенный ниже фотодиодов 4 и 6, формирует дополнительный сигнал начала отсчета один раз за оборот преобразователя. Первичные сигналы всех трех кана­лов поступают на электронную часть, осуществляющую форми­рование прямоугольных импульсов.

Рисунок 14 – Внешний вид фотоэлектрического преобразователя перемещений типа ЛИР-158А