Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Snímače polohy

2. hodina

Indukční a optické snímače polohy

OB21-OP-EL-AUT-KRA-M-3-024b Ing. Petr Krajča

Indukční snímače polohy

Princip indukčních snímačů polohy spočívá v převodu polohy na změnu vlastní indukčnosti L cívky nebo vzájemné indukčnosti M dvou cívek.

Při měření větších změn polohy se používají transformátorové snímače pracující na principu měření fázového posuvu dvou elektrických signálů:

selsyn – třífázový snímač úhlu natočení

resolver – dvoufázový snímač úhlu natočení

induktosyn – dvoufázový snímač přímočarého pohybu

L

Indukční snímače polohy

Společný princip vychází z toho, že mechanicky posunutá nebo pootočená primární vynutí jsou napájena navzájem posunutými napětími.

V sekundárním vinutí se pak indukuje napětí jehož fázový posun vůči jednomu s primárních napětí odpovídá mechanickému posunutí.

L

Indukční snímače polohy

Resolver

skládá se s dvoufázového statoru s vinutím pootočeným o 90° a jednofázovém rotoru s vyvedeným vinutím.

Primární vinutí statoru jsou napájena sinusovými napětími, která jsou vzájemně posunuta o π/2.

Fázový posuv výstupního napětí φ je roven úhlu natočení rotoru.

L

Indukční snímače polohy

Induktosyn

skládá se z pohyblivého jezdce a pevného pravítka. Na jezdci jsou vytvořena dvě primární meandrovitá vinutí navzájem posunutá o 1,25násobek délky meandru.

L

Indukční snímače polohy

Na pravítku je vytvořeno sekundární meandrovité vinutí. Přivedeme-li na jezdec dvě sinusová napětí navzájem posunutá o π/2, indukuje se v sekundárním vinutí napětí:

Uv = K.Un.cos(ωt - φ)

Měřítkem posunutí jezdce vzhledem k pravítku je fázové posunutí φ obou napětí.

L

Binární bezdotykové indukčnostní snímače polohy pracují na principu vyhodnocování kmitů LC oscilátoru.

Oscilátor vytváří vysokofrekvenční elektromagnetické pole. Toto pole představuje aktivní zónu snímače.

Je-li do této zóny vložen kovový předmět indukují se v něm vířivé proudy, jejich elektromagnetické pole působí proti elektromagnetickému poli snímače a způsobí pokles amplitudy kmitů. Klopný obvod přepne stav výstupu snímače.

Dvouhodnotovým vyhodnocením se získá logický signál o přítomnosti kovového předmětu v aktivní zóně snímače.

Indukční snímače polohyL

Schématická značka a způsob připojení zátěže

LC oscilátor

vyhodnocovací obvod

zesilovač zátěž

Blokové schéma nespojitého indukčního snímače

Indukční snímače polohy

+ 24 V

0 V

L

Indukční snímače polohyL

Provedení nespojitého indukčního snímače

Optické snímače polohy

Rozdělujeme na:

1. snímače pro spojité měření polohy se vyrábějí jako absolutní nebo inkrementální (přírustkové).

Ty jsou vyráběny pro rotačním nebo přímočaré odměřování.

2. snímače pro nespojité dvouhodnotové vyhodnocení polohy

Optické snímače polohy

Princip odměřování

Snímače pro spojité odměřování

Optické snímače polohy

Absolutní snímač polohy

Optické snímače polohy

Absolutní snímač polohy

Systém průhledných a neprůhledných ploch, jimiž prochází světelný tok vytváří číslicovou informaci o absolutní poloze měřeného předmětu.

Výstupem absolutních snímačů je signál s úplnou informací o poloze vzhledem k referenčnímu bodu.

Optické snímače polohy

Inkrementální snímač polohy

Vytvoří se sled impulsů fázově posunutých o 90°. To umožní vyhodnotit směr odměřování.

Inkrementální měřící systém nedává informaci o absolutní poloze, musí být doplněn třetím kanálem s referenční značkou pro počátek měření (nulový puls).

Světelný tok prochází přes rysky pohyblivé a pevné masky a dopadá na dvojici fototranzistorů.

Optické snímače polohy

Přímočarý snímač

Optické snímače polohy

Dvouhodnotové snímače

Činnost těchto snímačů je založena na změně odrazu nebo přerušení světelného paprsku.

Lze je rozdělit na:

světelné závory se zdrojem světla odděleným od světelného snímače

Optické snímače polohy

reflexní světelné závory – reagují na paprsek odražený zrcadlem (reflektorem)

reflexní spínače - reagující na světlo odražené sledovaným objektem

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost

Literatura- P. Beneš a kol.: Automatizace a automatizační technika III., Computer Press Praha 2000- L. Maixner a kol.: Mechatronika, Computer Press Brno 2006- H. Häberle a kol. – Průmyslová elektronika a informační technologie, Europa – Sobotáles Praha 2003- K.Tkotz a kol. – Příručka pro elektrotechnika, Europa – Sobotáles Praha 2006- www.heidehain.de