Pozīcijas sensors ir ierīces veids, ko izmanto, lai uzraudzītu un izmērītu izmaiņas objekta stāvoklī ierīcē/iekārtā vai noteiktā tuvumā un izmaiņas signālos, kas ir piemēroti pārraidei, apstrādei vai kontrolei. Ir pieejami dažāda veida pozīcijas sensori, kur pārvietojuma devējs ir viens specifisks pozīcijas sensoru veids. Parasti parastie sensori uztver objekta esamību, turpretī pārvietošanās sensori vienkārši nosaka pārvietošanos, tiklīdz kāds objekts pārvietojas no vienas vietas uz citu. Tātad pārvietošanās noteikšanas apjoms vienkārši ļauj noteikt objekta biezumu un augstumu. Šajā rakstā ir apskatīts pārskats par a nobīdes devējs – darbs ar aplikācijām.
Kas ir nobīdes devējs?
Pārvietojuma devējs ir elektromehāniska ierīce, ko izmanto, lai objekta kustību pārveidotu elektrostatiskos, elektromagnētiskos vai magnetoelektriskos signālos, kas tiek nolasīti un interpretēti datos. Ir plašs pārvietojuma devēju klāsts, piemēram, lineāri un rotējoši. Šie devēji ir noderīgi arī fiziskā attāluma mērīšanai starp sensoru un mērķi. Lielākā daļa nobīdes devēju mēra statiskos un dinamiskos pārvietojumus, tāpēc tos bieži izmanto objekta vibrācijas mērīšanai. Izmērītie pārvietojumi svārstās no mikrocollām līdz dažām pēdām.
Pārvietojuma devēja darbības princips ir balstīts uz ārkārtīgi uzticamu induktīvās mērīšanas principu. Šie devēji ir izturīgi, ļoti viegli lietojami un var sasniegt augstu precizitāti. Pārvietošanas devēji nodrošina uzticamus mērījumu rezultātus dažādās ražošanas, pētniecības un izstrādes jomās.
Pārvietojuma devēja shēmas shēma
Tālāk norādītajā shēmā izmantotais pārvietojuma devējs ir induktīvs devējs. Šo shēmu izmanto, lai mērītu pārvietojumu ar induktīvo devēju.
Iepriekš minētajā shēmā transformators ietver primāro tinumu un divus sekundāros tinumus. Abi sekundāro tinumu galapunkti ir savienoti kopā, tādējādi mēs varam paziņot, ka šie divi tinumi ir vienkārši savienoti virknes opozīcijas ietvaros.
'VP' spriegums tiek pielietots transformatora primārajā tinumā, lai katrā sekundārajā tinumā attīstītais spriegums būtu 𝑉𝑆1 𝑉𝑆2. Tātad “V0” izejas spriegums tiek saņemts sekundāro tinumu pirmajos punktos. Tātad izejas spriegumu var uzrakstīt kā V0 = VS1 – VS2. Iepriekš minētajā shēmā izmantotais transformators ir diferenciālais transformators, jo tas rada o/p spriegumu, kas ir atšķirība starp VS1 un VS2.
Ja serde atrodas centrālajā punktā, tad inducētie spriegumi divos tinumos S1 un S2 ir līdzvērtīgi. Tātad izejas spriegums V0=0. Šajā stāvoklī mēs sakām, ka pārvietošanās nav.
Ja serde ir pārvietota virs centrālās pozīcijas, tad spolē S1 ģenerētais emf ir lielāks, t.i., V1>V2.
Tādā pašā veidā, ja kodols ir pārvietots zem centrālās pozīcijas, tad S2 spolē ģenerētais emf ir lielāks, t.i., V2> V1.
Tātad šajos divos gadījumos mums ir divas nobīdes uz augšu un uz leju. Šajos divos gadījumos izejas sprieguma 'V0' lielums būs proporcionāls serdes pozīcijai attiecībā pret centru.
Tādējādi, ja mēs vēlamies izmērīt ķermeņa nobīdi, mums ķermenis jāsavieno ar centrālo kodolu. Tāpēc, tiklīdz korpuss nobīdās taisnā līnijā, mainās serdes viduspunkts, tāpēc attiecīgi mainās arī o/p spriegums, piemēram, “V0”. Šajā stāvoklī mēs varam iegūt pārvietojumu, vienkārši izmērot o / p spriegumu. Tātad izejas sprieguma fāze un lielums attiecīgi norāda ķermeņa pārvietojumu un virzienu.
Pārvietojuma devēja kalibrēšana
Parasti devēja kalibrēšana ir būtiska prasība, lai saglabātu mērījumu sistēmas iegūto rezultātu precizitāti, atkārtojamību un uzticamību. Šie devēji ir izplatīti akadēmiskajā un rūpnieciskajā lietojumā. Tāpēc to kalibrēšana parasti ir laikietilpīga procedūra, taču, izmantojot kalibrēšanas aparātu, tas ir ļoti vienkārši, pagriežot pogu un nospiežot pogu.
Pārvietojuma devēja kalibrēšanas sistēma ir pilnīgs risinājums, lai kalibrētu šos devējus ar pārvietojumiem līdz 50,8 mm ar 13 mikronu izšķirtspēju. To izmanto ar jebkuru sistēmu, lai gan tai ir pielāgota programmatūra, kas ļauj ātri un viegli kalibrēt, kad tā tiek izmantota ar NI sistēmām.
Pārvietojuma devēju veidi
Ir pieejami dažāda veida pārvietojuma devēji, kas ir zināmi arī kā pārvietošanas sensori, piemēram, potenciometrs, deformācijas mērītājs, kapacitatīvs un LVDT. Tāpēc katrs veids ir apspriests tālāk.
Pretestības devējs
Pretestības devēju sauc arī par mainīgas pretestības devēju, jo tas darbojas pēc mainīgas pretestības pārveidošanas principa. Šis devējs ir viens no visbiežāk izmantotajiem pārvietošanas devējiem, ko izmanto, lai izmērītu dažādus fiziskos lielumus, piemēram, spiedienu, pārvietojumu, spēku, temperatūru un vibrācijas, un pārveidotu tos elektriskajā signālā.
Kapacitatīvs devējs
Kapacitatīvs devējs ir pasīvs devējs, kas darbojas, izmantojot ārējo jaudu. Šo devēju galvenokārt izmanto spiediena, pārvietojuma, kustības, spēka, ātruma un citu parametru mērīšanai. Šis devējs darbojas pēc mainīgas kapacitātes principa, tāpēc šī devēja kapacitāte mainās daudzu iemeslu dēļ, piemēram, dielektriskā konstante, plākšņu pārklāšanās un attāluma izmaiņas starp plāksnēm. Tas ir pasīvs veids, kurā uz plāksnēm tiek ģenerēti vienādi un pretēji lādiņi, jo kondensatora plāksnei tiek pielikts spriegums, kas ir atdalīts caur dielektrisko materiālu.
Lineārais mainīgais diferenciālais transformators
LVDT jeb lineārais mainīgais diferenciālais transformators ir viena veida pārvietojuma devējs. Šajā devējā ir iekļautas trīs simetriski izvietotas spoles, kur primārā spole ir centrālā spole un atlikušās divas spoles ir sekundārās spoles. Tie galvenokārt ir savienoti virknē un novietoti vienādi attiecībā pret galveno spoli. Lūdzu, skatiet šo saiti, lai uzzinātu vairāk par - LVDT .
Induktīvais devējs
Induktīvais devējs ir viena veida pārvietojuma devējs, kas darbojas pēc transdukcijas vai elektromagnētiskās indukcijas principa. Lai izmērītu nepieciešamos fiziskos lielumus, piemēram, spēku, pārvietojumu, ātrumu, spiedienu, paātrinājumu, griezes momentu, tiek mainīta savstarpējā vai pašinduktivitāte. Labākais šī devēja piemērs ir LVDT. Lai uzzinātu vairāk, lūdzu, skatiet šo saiti induktīvie devēji .
Deformācijas mērītājs
Tenzijas mērierīces pārvietojuma devēju izmanto, lai mainītu fiziskos lielumus, piemēram, spiedienu, pārvietojumu vai slodzi mehāniskā deformācijā, un šī mehāniskā deformācija tiek pārveidota par elektrisko o/p ar uz elastīgā korpusa uzstādītiem tenzometriem. Tenzijas mērinstrumenta pārvietojuma devēju galvenokārt izmanto, lai mērītu pārvietojumu diapazonā no 0 līdz 10 mm. Šim devējam ir īss korpusa garums, salīdzinot ar LVDT, un tam nav elektromagnētisku efektu. Šiem deformācijas sensora devējiem ir ļoti stabila un uzticama veiktspēja. Lūdzu, skatiet šo saiti, lai uzzinātu vairāk par deformācijas mērītājs .
Priekšrocības un trūkumi
Pārvietojuma devēja priekšrocības ir apskatītas tālāk.
- Pārvietojuma devējiem ir lieliska linearitāte.
- Viņiem ir ārkārtīgi augsta precizitāte.
- Viņiem ir līdz 0,01 µm izcila izšķirtspēja.
- Tie ir izturīgi pret augstu magnētisko lauku, radioaktīvo vidi un plašu temperatūras diapazonu.
- Viņiem ir spēcīgs dizains un lieliska stabilitāte.
- Šos devējus var uzstādīt jebkurā virzienā.
- LVDT enerģijas patēriņš ir zems.
- Tie ir ļoti jutīgi, un tos ir ļoti viegli izlīdzināt un uzturēt.
- Šiem devējiem ir zems histerēzes zudums.
- Mērījumu diapazons ir lielāks.
- Šis devējs ir ierīce bez berzes.
Pārvietojuma devēja trūkumi tiek apspriesti turpmāk.
- Pārvietojuma devējam ir nepieciešams ļoti liels pārvietojums, lai radītu augstu spriegumu.
- Tam ir nepieciešams ekranējums, jo tas ļoti reaģē uz magnētisko lauku.
- Pārveidotāja darbību var ietekmēt vibrācijas, kā arī temperatūras izmaiņas.
- Lai iegūtu līdzstrāvas izvadi, ir nepieciešams ārējs demodulators.
- Šī devēja dinamiskā reakcija ir ierobežota.
Lietojumprogrammas
Pārvietojuma devēju pielietojumi ir šādi.
- Pārvietojuma devējus izmanto, lai mērītu relatīvo kustību starp sensora galu un rotējošo vārpstu.
- To izmanto stingrās iekārtās, kur no vārpstas uz mašīnas korpusu tiek pārnestas ļoti mazas vibrācijas.
- Tos izmanto rūpniecības sektorā un pat publiskajā sektorā, piemēram, mašīnu automatizācijā, aviācijā un lidmašīnās, spēka turbīnās, hidraulikā utt.
- LVDT izmanto, lai mērītu pārvietojumus, kas svārstās no mm līdz cm.
- Tos izmanto CNC iekārtās pārvietojuma mērīšanai.
- Tos izmanto velmētu metāla lokšņu biezuma un mērīšanai.
- Tos izmanto kanālos spriedzes mērīšanai.
- RVDT pārvietojuma devēji tiek izmantoti lidojuma vadības sistēmās.
- Potenciometru tipus izmanto spēka, paātrinājuma un spiediena mērīšanai.
Tādējādi šis ir pārvietošanas pārskats devējs – darbojas ar aplikācijām. Ja ķermenis pārvietojas no vienas pozīcijas uz otru taisnā līnijā, pēc tam attālumu starp šīm divām pozīcijām sauc par pārvietojumu. Nobīde ir fizisks lielums, piemēram, ātrums, temperatūra, spēks utt.
Tātad pārvietojuma devējs tiek izmantots, lai pārveidotu mehāniskās vibrācijas/kustības, īpaši taisnvirziena kustību elektriskos signālos, maināmā elektriskā strāvā vai spriegumā. Pārvietojuma devēju piemēri ir; pārvietošanās un lieces deformācijas, kas mēra parastā nobīdes mērījumus, mēra plaisas betonā un sijas līkumu. Šeit ir jautājums jums, kāda ir devēja funkcija?
