5.5.3 Активные датчики

Индукционные датчики являются наиболее рас­пространенным классом активных датчиков как по заложенным в них принципам действия, так и по назначению и конструктивному воплощению. Они могут быть постоянного и переменного тока (одно­фазные и многофазные) и обычно используются для контроля частоты вращения, углового ускорения, угла поворота, скорости и ускорения линейного пе­ремещения. Эти датчики могут выдавать значитель­ные выходные сигналы, как по напряжению, так и по мощности, в широком диапазоне изменения кон­тролируемой величины имеют практически линей­ную характеристику, хорошо противостоят кратко­временным механическим и электрическим пере­грузкам, просты в обращении.

1. Датчик частоты вращения (тахогенератор) по конструкции и принципу действия практически ни­чем не отличается от традиционных генераторов. Выходные ЭДС и частота пропорциональны частоте вращения вала датчика.

2. Датчик углового ускорения подобен индукци­онному реле с барабанчиком или двухфазному дви­гателю с полым ротором. Если одну из обмоток подключить к источнику постоянного напряжения и вращать вал датчика с переменной частотой, то на зажимах второй обмотки будет индуцироваться ЭДС, пропорциональная угловому ус­корению.

Фотоэлектронные датчики могут использовать­ся в качестве индикаторов углового перемещения. Так, поворотные фотоэлектронные путевые выклю­чатели серии ВПФ-11 предназначены для выдачи сигналов в систему автоматического управления, функционально связанную с углом поворота вала механизма, и используются в бесконтактных систе­мах автоматического управления, построенных, на­пример, с использованием элементов УБСР-ДМ. Они могут обеспечить работу небольших контакт­ных реле типа РПУ-2 или герконовых реле.

Датчик магнитного поля Виганда состоит из предварительно механически обработанной прово­локи из сплава "викалой" (10% V, 52% Со и 38% Fe) диаметром примерно 0,3 мм. Этой проволокой наматывают сигнальную обмотку N_c длиной 15 мм, имеющую примерно 1300 витков. Если такую об­мотку поместить в магнитное поле, то при превы­шении определенного значения напряженности Н магнитного поля направление намагничивания спон­танно меняется. В результате на зажимах ка­тушки появляется импульс напряжения е_с длитель­ностью от 15 до 50 мкс и амплитудой до 5 В.

К достоинствам датчика следует отнести следую­щее: отсутствие постороннего источника питания; большой выходной сигнал (несколько вольт); широ­кий температурный диапазон применения (от —196 до +175 °С); искробезопасность; конструктивная за­щищенность от коротких замыканий; амплитуда и длительность импульсов не зависят от скорости изменения магнитного поля. Последнее позволяет ис­пользовать подобные датчики как датчики частоты вращения при скоростях, близких к нулю.

Помимо рассмотренных выше имеются датчики серий BE-192 и ДС. Датчик угловых перемещений серии BE-192 предназначен для использования в системах автоматического регулирования станков и для информационной связи по положению между исполнительными механизмами станка и устройст­вом числового программного управления — УЧПУ (исполнение BE-192), а также для штурвала управ­ления приводом подачи и корректировки програм­мы металлорежущих станков с УЧПУ (исполнение ВЕ-192-1). Форма выходных сигналов прямоуголь­ная.

Бесконтактные датчики серии ДС преобразуют частоту вращения вала в последовательность прямо­угольных импульсов, частота которых меняется пропорционально частоте вращения вала.

76