
- •Глава 3. Кинестетические датчики
- •3.1. Датчики положения и перемещения
- •3.1.1. Резистивные датчики положения
- •3.1.2. Электромагнитные датчики положения
- •3.1.2.1. Резольверы
- •3.1.2.2. Растровые электромагнитные датчики положения
- •Характеристики промышленных рэдп приведены в табл. 3.8. Обозначено: d- абсолютная погрешность датчика, l - длина шкалы.
- •3.1.2.3. Редусины
- •3.1.2.4. Индуктосины
- •3.1.3. Фотоэлектрические датчики положения
- •3.1.3.1. Растровые оптические датчики положения
- •3.1.3.2. Импульсные оптические датчики положения
- •3.1.3.2. Кодовые оптические датчики положения
- •3.1.3.3. Прецизионные оптические датчики положения
- •Вопросы для самостоятельной подготовки
Характеристики промышленных рэдп приведены в табл. 3.8. Обозначено: d- абсолютная погрешность датчика, l - длина шкалы.
Таблица 3.8. Примеры промышленных РЭДП
Модель |
Тип |
Диапазон, мм (рад) |
D, мм (‘ ) |
Выход |
T, оС |
Æ, мм |
l, мм |
L, м |
ПЛИ 027 |
линейный |
0 ... 45 |
0,05 |
Цифровой |
- 60 ... |
34 |
50 |
< 16 |
ПУИ 047 |
поворотный |
(0 ... 6) |
(5) |
|
+ 200 |
34 |
48 |
|
К достоинствам РЭДП следует отнести большую по сравнению с Р точность, отсутствие щеточного узла, малые габариты, а также высокую надежность. Недостатками РЭДП являются технологическая сложность, чувствительность к электромагнитным полям, зависимость точности измерений от частоты магнитного поля и скорости вращения ротора.
3.1.2.3. Редусины
Принцип действия редусина (в других написаниях - редуктосина РД) и его конструкция внешне напоминает многополюсный Р (рис. 3.30). В настоящее время РД широко используются в качестве датчика положения ротора в бесконтактных моментных приводах. Как и моментный двигатель РД имеет встраиваемую конструкцию и устанавливается на одном с ним валу без применения повышающих редукторов.
Статор РД собран из пластин электротехнической стали с большим числом зубцов, ротор представляет собой зубчатое кольцо и подобен ротору асинхронного двигателя с неявновыраженными полюсами.
Соотношение между
числом зубцов статора Zc
и ротора Zp
может быть различным (наиболее известная
схема соответствует Zc/Zp
= 4/3). Как первичная ОВ 1-2, так и две
вторичных ОС 3-4, 5-6 собраны на статоре
и, следовательно, в конструкции РД также
отсутствует щеточный узел (рис.3.31). В РД
используются многополюсные обмотки;
поэтому при построении ОВ и ОС их
определенным образом соединяют между
собой. Обычно, ОВ образуется соединением
всех полюсных обмоток так, чтобы
полярности соседних полюсов чередовались
- в этом случае, образуется одна однофазная
обмотка. При построении двух ОС полюсные
обмотки связывают последовательно
через полюс - вторичные
обмотки оказываются двухфазными.
Благодаря такому соединению с ОС снимают
два напряжения, амплитуды которых
изменяются в функции угла поворотаq
с пространственным сдвигом, равным
электрическому углу 90о
или 1/4
зубцового деления ротора. При этом
повороту ротора на угол, равный зубцовому
делению соответствует полный период
изменения выходного напряжения с каждой
ОС Uвых,
а при повороте ротора на один оборот
число периодов изменения амплитуды
выходного сигнала равно числу зубцов
ротора Zp.
Форма кривой Uвых
зависит от угловых размеров зубцов и
величины зазора между ними и при
определенных соотношениях этих параметров
удается получить функцию преобразования
практически синусоидальной формы. Так,
например, для устранения гармоник
высшего порядка в функции преобразования,
зубцы статора выполняются фасонными.
ОС РД (также как и других ЭДП) можно
соединить по схеме фазовращателя,
получив при этом близкую к линейной
зависимость фазы Uвых
от q.
Современные РД, используемые в прецизионных станках и роботах содержат от 64 до 256 пар полюсов, а сама измерительная система строится двухотсчетной (с каналами ТО и ГО), что позволяет достичь погрешности измерения углов ~ (3 … 5)”.
Наиболее распространенные числа электрической редукции p = 25 ... 28, однако габариты РД увеличиваются с ростом p. В таблице 3.9 представлены основные характеристики отечественных РД. Символом fв обозначена частота тока ОВ, k - коэффициент трансформации, w - допустимая скорость вращения вала.
Таблица 3.9. Примеры промышленных РД
Модель |
fв, кГц |
Rвх, кОм |
k |
w, об/мин |
e, % |
Æ, мм |
l, мм |
m, кг |
ВТ120 |
2 |
0,4 |
0,37 |
2000 |
3’ |
120 |
22 |
0,5 |
ВТ60 |
2 |
0,4 |
0,16 |
5000 |
5’ |
60 |
20 |
0,15 |
ВТ40 |
2 |
0,2 |
0,16 |
5000 |
10’ |
40 |
16 |
0,1 |
К достоинствам современных РД относятся: высокая точность на большом диапазоне измерений, отсутствие щеточного узла и сравнительно малые габариты. Недостатки РД - те же, что и для всех ЭДП. Отдельно надо отметить, что все рассмотренные выше ЭДП являются поворотными и на их основе можно строить только измерители угла. ЭДП, позволяющим измерять также и линейные перемещения является И.