Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Мікропроцесорний вимірювач кутового положення





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Найбільш актуальним в електромеханіці є вимірювання кутових положень крокових двигунів, які широко використовуються в різних галузях науки, техніки, приладобудуванні, космічних досліджень, літакобудуванні, машинобудуванні та інш.

Кроковий двигун (КД) – це пристрій, що перетворює електричні імпульси в дискретні обертальні механічні кутові переміщення ротора.

Основним елементом, метрологічні характеристики якого визначають точність та швидкодію засобів вимірювання кутових положень є сенсори кута повороту. Порівняльна характеристика сенсорів кута повороту наведена в таб.7.2.

 

Таблиця 7.2 - Сенсори кута повороту

Найменування Переваги Недоліки
Кругові потенціометри Низька вартість Низька точність Низька швидкість обертання Дребезг контактів
Багатополюсні сельсини Низька вартість Нелінійна статична характеристика Великий момент інерції
Обертові трансформатори Низька вартість Простота конструкції Великий момент інерції
Багаторозрядні механічні цифрові перетворювачі Висока точність і швидкодія Невеликі масогабаритні показники Висока завадостійкість Дребезг контактів Висока вартість
Оптико-електронні Відсутність похибки взаємодії Висока вартість
Фотоелектричні Висока точність і швидкодія Малоінерційність Невеликі масогабаритні показники Висока завадостійкість Похибка ексцентриситету

 

Аналіз наведених характеристик первинних вимірювальних перетворювачів кута показує, чому фотоелектричні сенсори найбільш поширені в засобах вимірювання кутового положення.

Даний тип сенсорів здійснює перетворення вимірюваного кута в послідовність електричних сигналів, що містять інформацію про значення кута та напрямок руху. Одним із можливих варіантів таких сенсорів можуть бути перетворювачі кутових переміщень ЛИР, принцип дії яких детально описано в п.6.5. Сенсори кута повороту цього типу забезпечують також високу роздільну здатність (від 1000 до 50000 періодів вихідного сигналу на оберт) та малу похибку перетворення. Висока допустима швидкість обертання і навантажувальна здатність, мала інерційність і стійкість до вібрацій дозволяє використовувати їх для вимірювання кутових положень ротора крокових двигунів малої, середньої та великої потужностей.

Кут повороту крокового двигуна визначається

,

де - кількість стійких кутових положень ротора за повний його оберт.

Результати математичного моделювання перехідного процесу коливання ротора крокового ЕМП (рис.7.24), при переході від одного кутового положення до наступного, дозволяють виявити такі дві важливі особливості:

- час вимірювального перетворення кута обмежується тривалістю перехідного процесу;

- в процесі коливання навколо стійкого положення ротор КЕМП змінює напрямок обертання.

 

Рисунок 7.24

 

Перша особливість стосується швидкодії вимірювання. Максимально можлива швидкодія вимірювання кутового положення КД визначається тривалість його перехідного процесу. Досягнення такої швидкодії можливе лише у випадку, коли вимірювання відбувається під час перехідного процесу і завершується одразу після його завершення.

Друга особливість, а саме врахування напрямку обертання ротора, пов’язана у зв’язку з його зміною напрямку обертання. Не врахування цієї обставини приводить до значних похибок, що виникають завдяки не відповідності реверсного коливання ротора КД і не реверсного режиму роботи двійкового лічильника.

Вимірювання кожного кутового положення КД здійснюється під час перехідного процесу коливання ротора, шляхом квантування кута повороту зразковими кутовими положеннями з виходу фотоелектричного сенсора, з врахуванням напрямку обертання.

Кількість імпульсів , які поступлять на вхід двійкового лічильника МК протягом зміни кутового положення від до , визначається

,

де - кількість імпульсів з періодом , що формує фотоелектричний сенсор за повний оберт.

Одним із варіантів реалізації мікропроцесорного засобу вимірювання кутових положень (рис.7.25), вимірювальне перетворення кута повороту в якому здійснюється фотоелектричним сенсором (СКП), що з’єднується з валом досліджуваного крокового КЕМП муфтою спряження М.

Рисунок7.15

 

Значення кута повороту отримують в мікроконтролері

,

який крім того формує сигнали керування (СК) кроковим двигуном.

Статична характеристики даного засобу вимірювання наведена на рис.7.26.

Рисунок 7.26

 

Більш суттєвим для ЗК кутових положень є роздільна здатність сенсора, що визначається значенням кута на один імпульс, тобто

(град/імпульс).

Це значення суттєво впливає на результат вимірювання, і є основною складовою похибки. Тому для зменшення похибки квантування (рис.7.27) необхідно збільшувати роздільну здатність СКП.

 

Рисунок 7.27

Це досягається шляхом підвищення числа періодів на оберт z або за рахунок схемотехнічних рішень. При цьому відносна похибка квантування визначається

,

і зростає при вимірюванні малих кутових зміщень (рис. 7.27).

Тому даний засіб вимірювання доцільно застосовувати для вимірювання кутових положень крокового ЕМП з номінальним кутом кроку 4° і більше, або підвищувати роздільну здатність СКП.

 

Контрольні питання:

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.