Федеральное агентство по образованию
Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования
«МАТИ» - Российский государственный технологический
университет имени К.Э.Циолковского
Кафедра: «Испытания летательных аппаратов»
Реферат
По дисциплине: «Автоматизация испытаний»
Тема: «Измерение перемещения»
Выполнил: студент группы
2РКК-5ДМ-210
Антипова Д.Н.
Проверил: А.В. Ртищев
Москва 2011
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Индуктивные датчики…………………………………………………..4
Оптические датчики перемещения…………………………………....5
Вихретоковые датчики перемещения…………………………………7
Ультразвуковые датчики перемещения……………………………….8
Магниторезистивные датчики перемещения…………………………9
Датчики на основе эффекта Холла………………………………..…10
Магнитострикционные датчики перемещения……………………...10
Потенциометрические датчики перемещения……………………….11
Прецизионные датчики линейных перемещений…………………...12
Накапливающие системы…………………………………………….13
Метод муаровых полос……………………………………………….13
Системы позиционирования с лазерными интерферометрами…....16
Список литературы…………………………….………………………...20
ВВЕДЕНИЕ
Одним из узлов, определяющих точность работы любой системы позиционирования, являются датчики перемещения. Датчики перемещений предназначены для преобразования величины линейного перемещения или угла оборота ходового винта в унитарный код: простую последовательность одинаковых по длительности и амплитуде электрических импульсов, число которых прямо пропорционально величине углового или линейного перемещения.
Индуктивные датчики
Для преобразования непрерывно изменяющейся величины в дискретные электрические импульсы широко применяются индуктивные и оптические датчики.
Датчики перемещения Модель 8740
Данные индуктивные датчики перемещения с интегрированной электроникой содержат линейный дифференциальный трансформатор и усилитель несущей частоты (генератор, демодулятор, фильтр и усилитель), которые установлены в корпусе из нержавеющей стали. Напряжение питания датчика осуществляется постоянным током; выходной сигнал по напряжению пропорционален перемещению. Дифференциальный трансформатор состоит из первичной и двух вторичных катушек, которые расположены симметрично относительно первичной катушки. Наведенный сигнал во вторичных катушках датчика демодулируется, фильтруется и усиливается интегрированной электроникой. Ферромагнитный сердечник подвижен в пределах дифференциального трансформатора. В зависимости от положению этого сердечника измененяется аналоговый выходной сигнал датчика.
Модель 8740 содержит осевой свободный шток с двумя пластмассовыми направляющимими кольцами. Они обеспечивают центровку штока в центральном отверстии датчика.
Механическое крепление штока датчика на объект измерения может быть произведено посредством резьбового соединения. Следует избегать поперечных нагрузок.
Модель 8741 имеет шарикоподшипники для направления штока. Наконечник прижимается к контактной площадке объекта измерения при помощи внутренней пружины. Применение этой версии индуктивных датчиков перемещений предпочтительно в случаях, когда механическое крепление или затруднительно или просто не практично. Измерительная сторона датчика защищена от грязи, пыли и брызг резиновым сильфоном.
Схема индуктивного датчика.
Оптические датчики перемещения
Существует множество вариаций схем датчиков перемещения, основанных на различных оптических эффектах. Пожалуй, наиболее популярной является схема оптической триангуляции — датчик положения является, по сути, дальномером, который определяет расстояние до интересующего объекта, фиксируя рассеянное поверхностью объекта излучение и определяя угол отражения, что даёт возможность определить длину d — расстояние до объекта (Рисунок 3). Важным достоинством большинства оптических датчиков является возможность производить бесконтактные измерения, кроме того такие датчики обычно довольно точны и имеют высокое быстродействие.
Рис.
Оптический датчик перемещения на основе
схему оптической триангуляции.
В другой реализации оптического датчика, предназначенной для регистрации и определения параметров малых перемещений и вибраций, используется двойная решётчатая конструкция, а также источник света и фотодетектор. Одна решётка неподвижна, вторая подвижна и может быть механически закреплена на интересующем объекте или каким-либо способом передавать датчику его движение. Малое смещение подвижной решётки приводит к изменению интенсивности света, регистрируемой фотодетектором, причём с уменьшением периода решётки точность датчика возрастает, однако сужается его динамический диапазон.
Рис.
Оптический датчик перемещения на основе
дифракционных решеток.
Дополнительными возможностями применения обладают оптические датчики, учитывающие поляризацию света. В таких датчиках может быть реализован алгоритм селекции объектов по отражательным свойствам поверхности, т.е. датчик может «обращать внимание» только на объекты с хорошей отражающей способностью, прочие объекты игнорируются. Разумеется, чувствительность к поляризации негативно сказывается на стоимости подобных устройств.