ДАВАЧИ ПОМЕРАЈА 1. Садржај  Давачи помераја  Сервопотенциометри  Диференцијални калемови (VDI) и трансформатори (VDT)  Капацитивни давачи помераја.

Παρουσίαση με θέμα: "ДАВАЧИ ПОМЕРАЈА 1. Садржај  Давачи помераја  Сервопотенциометри  Диференцијални калемови (VDI) и трансформатори (VDT)  Капацитивни давачи помераја."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ДАВАЧИ ПОМЕРАЈА 1

2 Садржај  Давачи помераја  Сервопотенциометри  Диференцијални калемови (VDI) и трансформатори (VDT)  Капацитивни давачи помераја  Давачи помераја са мерним тракама

3 Сервопотенциометри Принцип рада сервопотенциометара је идентичан са принципом рада обичних потенциометара, а разлике постоје у погледу захтева као што су  Толеранција у уским границама по питању линеарности напона на клизачу у односу на померај клизача  Толеранција у уским границама у односу на отпорност путање  Коришћење квалитетних лежајева да би се миниминизовало трење  Коришћење контакта од драгоцених метала високог квалитета за клизач, да би се миниминизовало трење, хабање и отпорност контаката

4 Сервопотенциометри По геометрији сервопотенциометри могу бити:  Праволинијски потенциометри  Потенциометри обртног кретања  Хеликоидални потенциометри По извођењу могу бити од  Намотане жице или  Хомогених материјала (композита са угљеником, високо проводних метала, итд.) Сервопотенциометри са жичаним намотајима се одликују високим степеном линеарности, али им је недостатак ефекат грануларности (степенаста веза излаза и улаза, због скоковитог преласка са једног навојка на други)

5 Праволинијски потенциометри На слици је приказан најчешћи метод повезивања сервопотенциометра који се везује као делилац напона обезбеђеног из стабилног, референтног, напонског извора, најчешће једносмерног али понекад и наизменичног Изводе у:  Опсегу дужина између 1 mm и 6 m (са уобичајеним вредностима између 1 cm и 15 cm),  Отпорностима између 20  и 200 k  (при чему су уобичајене вредности отпорности између 100  и 10 k  )  Грешкама линеарности од више него 0,1%. Праволинијским потенциометрима неопходно је поставити механичка ограничење улазног помераја, јер би у противном могли да буду уништени u(x)=Ex u(x)=Ex/(1-qx(1-x))

6 Потенциометри обртног кретања Потенциометри обртног кретања производе се као  Једнообртни  Хеликоидални Једнообртни користе тороидални облик путање и обично им је неопходно подручје празног хода, да би се обезбедила електрична изолација између оба краја путање, што значи да је корисно померање на улазу мање од 360 и у карактеристичном опсегу између 320 и 355. Типична отпорност је између 50  и 200 k  при чему доња граница грешке линеарности пада на 0,01%. Тороидални потенциометри могу се поставити на заједничкој осовини за више њих чиме се обезбеђују вишеструки канали за податке.

7 Хеликоидални потенциометри  Хеликоидални потенциометри користе хеликоидалну путању клизача по отпорном намотају тако да се они израђују са чак 25 обртаја осовине за целокупан опсег при чему је најуобичајеније 5 и 10 обртаја.  И код њих су неопходни механички ограничавачи да би се избегла оштећења, а типичне отпорности су у опсегу од 10  до скоро 1 M  и грешкама линеарности чија доња граница пада на 0,02%.

8  Срезмерно јефтини  Расположиве су праволинијске и ротационе верзије  Могу да раде и са једносмерним и са наизменичним напајањем  Није им потребан посебан извор напајања (као уређају)  Високе су осетљивости  Сразмерно су тачни  На располагању су у великом опсегу отпорности  Ограничен век трајања  Висока вредност полазне силе/момента при покретању  Неједнако хабање путање има за последицу нарушавање линеарности  Лош контакт четкица произвешће паразитни шум  Могућност механичких оштећења при преласку границе кретања  Осетљивост на вредност прикљученог оптерећења Предности и недостаци ПРЕДНОСТИНЕДОСТАЦИ

9 Диференцијални калемови и трансформатори Ови уређаји све више замењују потенциометре, а могу се поделити у 4 категорије:  LVDI – линеарно промељиви диференцијални калем  LVDT – линеарно промељиви диференцијални трансформатор  RVDI – ротационо променљиви диференцијални калем  RVDT – ротационо променљиви диференцијални трансформатор

10 Диференцијални калемови и трансформатори На слици су електрична кола за примере диференцијалног калема и трансформатора. У оба случаја примењује се синусоидални наизменични напон чија учестаност може бити између 50 Hz и 20 kHz, али је најчешће у опсегу од 1 kHz до 5 kHz. При нултом положају језг(а)ра излазни напон је једнак нули. Како се језгра померају у једну или другу страну за улазни померај x сопствене и међусобне индуктивности намотаја се мењају, тако да настаје неравнотежа и излазни напон се мења по вредности (зависно од вредности помераја) и знаку (зависно од смера истог). L=μ 0 N 2 S/l

11 Диференцијални калемови и трансформатори  На слици су приказана су конструктивна извођења LVDT и RVDT. Слична се извођења користе и за одговарајуће калемове. Као што се види покретни члан нема физичког додира са непокретним јер је медијум давача магнетни флукс.  На слици се види облик излазног напона у функцији улазног помераја код било којег од ових уређаја. У пракси ће постојати мали паразитни фазни помераји и нешто изобличења хармоника у таласном облику излазног напона U i =UΔx/(l m /μ r +2d 0 )

12  Робустност  Нулта вредност силе/момента при покретању  Глатка (нестепенаста) карактеристика  Сразмерна неосетљивост на ефекте оптерећења  Практично бесконачан век трајања  Нема потребе за одржавањем  Линеарна карактеристика  Висока осетљивост  Сразмерно су јефтини Ова својства чине да су давачи/претварачи практично идеални за мерење помераја. Међутим, мора се узети у обзир да је код ротационих типова кретање крајње ограничено, да је потребан посебан референтни наизменични сигнал и да је излазни сигнал наизменични па је стога неопходно претварање у једносмерни ради коришћења у највећем броју регулационих система Диференцијални калемови и трансформатори ПРЕДНОСТИНАПОМЕНА

13 Диференцијални калемови и трансформатори Електростатички еквиваленти претходно поменутих давача се такође могу јавити у праволинијским и ротационим верзијама и могу дати веома фина разлагања. На пример, праволинијски типови могу да детектују помераје у микрометарском опсегу. Сем тога могу да раде под веома неповољним условима укључујући крајње вредности температуре околине

14 Капацитивни давачи помераја C=ε 0 S/d Принципи електростатичке детекције помераја су следећи: -Увођење тела у електростатичко поље, што има за последицу промену диелектричне константе -Промена растојања између плоча кондензатора -Промена ефективне површине плоча кондензатора Промена капацитивности може се учинити сразмерном померају на улазу, а смер се детектује најчешће преко коришћења неке врсте Wheatstone-овог моста. C = C 0 (1 – Δl/l)

15 Давачи помераја са мерним тракама  Мали помераји могу се мерити тако што се тело изложено померању истовремено повезује са истезањем некога дела мерне траке.  Коло са мерном траком производи излазни напон који може бити једносмерни или наизменични, а који је мера издужења елемента(та) са типичним опсезима улаза од 5 mm до 100 mm са вредностима излаза од неколико десетина mV и грешком линаерности од ± 0,1 mm.  Мерне траке се најчешће користе у разним везама типа моста