Датчики скорости

Датчики скорости

ДС – это преобразователи угловой скорости двигателя или скорости движения рабочего органа механизма в электрический сигнал. Аналоговые ДС – тахогенераторы постоянного и переменного тока, тахометрические мосты, магнитоиндукционные.

Цифровые датчики скорости используют в современных системах автоматического электропривода с большими диапазонами регулирования скорости и высокими требованиями к точности.

Цифровой ДС содержит:

а) датчик импульсов (преобразователь скорости в последовательность прямоугольных импульсов с частотой, пропорциональной скорости);

б) счетчик импульсов (преобразователь, формирующий на интервале измерения цифровой код a_n-1 a_n-2 …a₁ a₀ (двоичное число скорости).

в) генератор импульсов,формирующий либо заданный интервал измерения, либо счетные импульсы, подсчитываемые на интервале измерения, определяемом периодом импульсов датчика импульсов;

г) индикатор (блок индикации скорости) для контроля скорости.

Наиболее широкое применение получили цифровые ДС с фотоэлектрическим импульсным преобразователем. Преобразователь датчика вырабатывает 2 серии импульсов, сдвинутые по фазе на π/2, что необходимо для определения величины и знака угловой скорости. На двух дорожках кодового диска расположены пропускающие свет щели. В каждом канале свет от светодиода СД через щель попадает на фотодиод ФД, который открывается и появляется ток J_ФД. Он усиливается усилителем УС. Триггеры Шмитта ТШ формируют на выходе прямоугольные импульсы U₁ и U₂ с постоянной амплитудой, сдвинутые по фазе на П/2.

Выделение импульсов из каналов преобразователя для положительного f_ω или отрицательного f _–ω направления скорости осуществляется логическим узлом ЛУ.

Счетчик СИ, получая сигналы f_ω (f – ω) от ЛУ, считает число импульсов N за заданный интервал времени:

N = f ω T = (M·T/2π)·ω,

где ω – угловая скорость входного вала,

М – число импульсов за 1 оборот диска (число щелей),

T = 1/f_ГИ – заданный интервал времени в цикле,

f_ГИ – частота импульсов генератора ГИ.

Дискретность датчика скорости:

Δω₀ = ω/N = 2π / TM.

Относительная погрешность измерения, обусловленная дискретностью процесса:

δ = (Δω₀ / ω)·100 = (2 π / Т М ω)·100.

При М = 600 имп/об, Т = 0,1 с для ω = 100 с^-1 - δ = 10%.

Высокую точность измерения скоростей можно обеспечить так: подсчитывать число импульсов генератора f_ГИ, вмещающихся на изменяемом интервале времени, определяемом частотой импульсов преобразователя из выражения Т = 1/f_ω. Однако с ростом ω в этом случае будет возрастать погрешность измерения:

δ = (ω / f_ГИ · 2 π) ·100.

Комбинация описанных способов счета импульсов позволяет получить высокоточный цифровой датчик в широком диапазоне измерения скорости.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 617; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!