Odporové snímače polohy

Odporové snímače polohy

Realizace potenciometru, vyhodnocení Ohmovou metodou

• vinutý z drátu (manganan, konstantan, PtIr, AgPd), cerment + kov, keramika + uhlík

Pohyb jezdce (slitina Pt a Ir )

• posuvný, rotační jednootáčkový, rotační víceotáčkový

Tvar dráhy určuje průběh charakteristiky

• lineární, logaritmická, exponenciální, speciální

UN

Z Ohmova zákona plyne I = -------------

Rj + RSN

Napěťový dělič

ideální stav: napěťový sledovač

zatěžovací odpor deformuje lineární charakteristiku

Můstkové zapojení s měřícím zesilovačem a třívodičovým zapojením potenciometru

Kapacitní snímače polohy

Využití:

• jednoduchý deskový kondenzátor s proměnnou mezerou

• jednoduchý deskový kondenzátor s vrstveným dielektrikem

• diferenční deskový kondenzátor

• deskový kondenzátor s různým překrytím elektrod

• válcový kondenzátor s proměnnou plochou překrytí

Zapojení diferenčního kondenzátoru do měřicího můstku

Pro rovnovážný stav můstku platí: C1 = C -∆C, C2 = C + ∆C, R3 = R4 =R

Indukční a indukčnostní snímače polohy

• využití elektrické indukce, při níž se indukuje střídavé napětí

• změnou magnetického toku (magnetické indukce )

• pohybem vodiče v magnetickém poli

Princip transformátorového snímače

• nenulová hodnota charakteristiky UVO vlivem působení vyšších harmonických a parazitních kapacit

Transformátorový snímač polohy

Kompenzační uspořádání transformátorového snímače

- obrázek a): princip realizace kompenzačního transformátorového snímače

- obrázek b): principielní blokové schéma

1 – permanentní magnet ⇒ stejnosměrný magnetický tok Φ1

2 – snímač výsledného magnetického toku v jádře (citlivost určuje přesnost )

3 – budící vinutí ⇒ kompenzační magnetický tok Φ2 = f(I)

- umožňuje: - potlačit vliv - vyšších harmonických

- parazitních kapacit

- rozlišit směr pohybu ± ∆d

Indukčnostní snímače polohy bez feromagnetického obvodu

• Využití změny indukčnosti L - u dlouhých cívek – solenoidů

• Jednoduché zapojení - změna L je nelineární, sudá funkce

• Diferenciální zapojení - změna L je určité části lineární, lichá funkce, L = f(poloha feromagnetického jádra )

V: velké posuvy

N: menší citlivost

nároky na přesnost konstrukce

vliv parazitních kapacit

Indukčnostní snímač polohy s feromagnetickým obvodem – s proměnnou mezerou

• při zanedbání magnetického odporu feromagnetika

- energie ve vzduchové mezeře

- indukčnost určují vlastnosti mezery

- nelineární závislost L = f(d)

- char. lze linearizovat diferenciálním zapojením

• použití: - menší posuvy

Indukčnostní snímače polohy s feromagnetickým obvodem

A) s proměnnou plochou

B) s otevřeným magnetickým obvodem

C) diferenční snímač s proměnným magnetickým obvodem v levé i pravé části

vhodný pro střední posuny

Selsyn : přijímač - vysílač

• Používají se pro vyhodnocení úhlu natočení

• Stator – souměrné trojfázové vinutí

• Rotor – jednofázové vinutí napájené přes kartáčky a kroužky

• Pokud: α1 = α2 ⇒ ISYNCHRONIZAČNÍ = 0

• Pokud: α1 ≠ α2 ⇒ teče vyrovnávací proud synchronizačním vedením ⇒ Φ ⇒ α1 = α2

• Frekvence napájení: 50 – 500Hz

• Rozsah měření: 0,01mm – 10 m při kombinaci více selsynů a převodovky