Київський національний університет імені Тараса Шевченка 6. Вимірювальні

Київський національний університет імені Тараса Шевченка 6. Вимірювальні перетворювачі М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] М. Кононов Засоби автоматизації вимірювань

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 2 “Зручні” та “незручні” типи сигналів

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 3 Для чого це потрібно? - процес пере-творення вхідного сигналу у вихідний, інформативний характер якого з заданою точністю функціонально зв'язаний з інформативним параметром першого Повторення Вимірювальне перетворення “Зручні” та “незручні” типи сигналів

Повторення Порівняння М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] “Зручні” та “незручні” типи сигналів Для вимірювання треба величину порівняти з мірою Для цього треба мати для сигналу даної фізичної природи : Для чого це потрібно?  доступний компаратор  добре відтворювану міру 4

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] “Зручні” та “незручні” типи сигналів Для традиційного електрометричного приладу :  шкала є багатоканальною некерованою мірою 5  сигнал треба перетворити у кут

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 6 “Зручні” та “незручні” типи сигналів При використанні “звичайних” засобів вимі-рювання “зручними” фізичними величинами є :  координата / розмір  вага ( лінійна абоо кутова ! )  час / частота f = 1/T0

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 7 “Зручні” та “незручні” типи сигналів При використанні цифрових (комп’ютерних) засобів вимірювання “зручними ” фізичними величинами є :  напруга  час / частота f = 1/T0

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 8 Механічні величини

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 9 Механічні величини Перетворення координата/напруга

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 10 Механічні величини

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 11 Механічні величини Перетворення координата/ємність

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 12 Механічні величини Перетворення координата/індуктивність

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 13 Механічні величини Інші методи вимірювання координати Магнітостікційний датчик

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Механічні величини Загальний принцип дії - формування при зсуві на певну відстань або кут імпульсів сигналу деякої фізичної природи Перетворення координата/код 14 Типи датчиків:  контактні  фотоелектричні  індукційні  магнітні  ємнісні  оптичні

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 15 Механічні величини Перетворення координата/код

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 16 Механічні величини Миша, як приклад датчика зсуву

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 17 Механічні величини Миша, як приклад датчика зсуву

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 18 Механічні величини Миша, як приклад датчика зсуву

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 19 Механічні величини Лазерний дальномір Інші методи вимірювання координати

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 20 Механічні величини Інтерферометр: Інші методи вимірювання координати

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 21 Механічні величини Порівняння характеристик дальномірів: Інші методи вимірювання координати

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 22 Механічні величини Рівень  інші  радарні  ємнісні  поплавкові  ультразвукові

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 23 Механічні величини Рівень

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Механічні величини Приклади цифрових вимірювальних інструментів 24

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Механічні величини Витратоміри  калоріметрічні  інші  Електромагнітні  різниці тиску  турбінні  ультразвукові (доплерівські, за фазовим зсувом, кореляційні) 25 2

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Механічні величини Перетворення зсув/кут та кут/зсув 26

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 27 Механічні величини Тиск

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 28 Механічні величини Інші типи датчиків: Тиск  тензометричні  теплові  іоні (катодні)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 29 Механічні величини Вага, сила

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 30 Механічні величини Вага, сила

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 31 Механічні величини Вага, сила

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 32 Механічні величини Напруга/зсув

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 33 Механічні величини Кроковий двигун — це синхронний безщітковий електродвигун з декількома обмотками, в якому струм, що подається в одну з обмоток статора викликає фіксацію ротора. Послідовна активація обмоток двигуна викликає дискретні кутові переміщення (кроки) ротора Конструктивно складаються із статора, на якому розташовані обмотки збудження, і ротора виконаного з магніто-м'якого (феромагнітного) матеріалу або з магніто-твердого (магнітного) матеріалу Код/зсув (кроковий двигун)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 34 Механічні величини Крокові двигуни діляться на два різновиди: двигуни з постійними магнітами і двигуни із змінним магнітним опором (гібридні двигуни). З точки зору контроллера відмінність між ними відсутня. Код/зсув (кроковий двигун) Двигуни з постійними магнітами зазвичай мають дві незалежні обмотки, в яких може бути присутнім або бути відсутнім серединне відведення

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 35 Механічні величини Двигуни з постійними магнітами Код/зсув (кроковий двигун)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 36 Механічні величини Код/зсув (кроковий двигун) Двигуни з постійними магнітами

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 37 Механічні величини Код/зсув (кроковий двигун)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 38 Механічні величини Лінійний двигун Код/зсув (кроковий двигун)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 39 Механічні величини Керування кроковим двигуном Код/зсув (кроковий двигун)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 40 Механічні величини П’єзоелектирчний двигун Код/зсув (кроковий двигун)

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 41 Механічні величини П’єзоелектирчний двигун Код/зсув (кроковий двигун)

Резюме  Для цифрових технологій вимірювання є потреба зводити сигнали різної фізичної природи то часу/частоти або напруги/струму М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 42  Для вимірювання механічних параметрів будь-якої природи існує велика кількість різноманітних перетворювачів, вибір яких визначається потребою у точності та швидкодії вимірювання, нееобхідній чутливостя датчика та його ваго-габаритних характеристиках  Для завдання механічних параметрів системи якнайчастіше використовуються крокові двигуни

Завдання на самостійне опрацювання  Опрацювання матеріалів лекції. Апаратні переривання, системне таймування [3–С.475-479; 480-487] М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 43