Момент датчиктерінің сипаттамалары және жұмыс істеу принципі

Момент сенсорларының сипаттамалары мен жұмыс принципі

 

Момент сенсорлары әртүрлі салаларда тез арада маңызды құрамдас болып, сенсорлар тобының ажырамас бөлігі ретінде танылды.

 

I. Момент сенсорларының сипаттамалары:

 

1. Өлшеу мүмкіндігі: олар статикалық және динамикалық моментті, сондай-ақ стационарлық және айналу моментін де өлшей алады.

2. Жоғары дәлдік және тұрақтылық: Олар жоғары анықтау дәлдігі мен жақсы тұрақтылықты ұсынады және кедергілерді болдырмауға арналған.

3. Ықшам және жеңіл: Бұл сенсорлардың өлшемдері шағын, салмағы жеңіл және әртүрлі орнату құрылымдарында келеді, бұл оларды орнату мен пайдалануды жеңілдетеді. Олар оң және теріс айналу моментін нөлге қайта орнатуды қажет етпей үздіксіз өлшей алады.

4. Төзімділік: өткізгіш сақиналар сияқты тозу бөлшектері болмаса, олар ұзақ уақыт бойы жоғары жылдамдықта жұмыс істей алады.

5. Тікелей сигнал шығысы: сенсорлар компьютерлер тікелей өңдеуге болатын жоғары деңгейлі жиілік сигналдарын шығарады.

6. Жоғары шамадан тыс жүктеме сыйымдылығы: Бұл сенсорларда қолданылатын серпімді элемент өте жоғары шамадан тыс жүктемелерге төтеп бере алады.

 

II. Момент сенсорларының өлшеу принципі:

 

Арнайы бұралу тензометрлері өлшенетін серпімді білікке бекітіліп, деформация көпірін құрайды. Бұл көпірге қуат берілгенде, ол серпімді біліктің бұралу электр сигналын өлшей алады. Бұл деформация сигналы күшейтіледі және қысым/жиілік түрлендіру арқылы бұралу реакциясына пропорционал жиілік сигналына түрленеді. Бұл жүйе үшін энергияның кірісі мен сигналының шығысы байланыссыз энергия мен сигнал беруді жеңілдететін арнайы сақина тәрізді трансформаторлардың екі жиынтығымен басқарылады.

 

III. Момент сенсорларының құрылымдық принципі:

 

Айнымалы электр көпірін жасай отырып, арнайы серпімді білікке арнайы бұралуды өлшейтін жолақтарды бекіту арқылы негізгі крутящий момент сенсоры қалыптасады. Келесі компоненттер білікке бекітілген:

1. Энергетикалық сақиналы трансформатордың қайталама катушкасы,

2. Сигналдық сақина трансформаторының бастапқы орамы,

3. Түзету және тұрақтандыру қоректендіру көзі, аспаптарды күшейту тізбегі, V/F (кернеуден жиілікке) түрлендіру тізбегі және сигналдың шығыс тізбегінен тұратын біліктегі баспа схемасы.

 

IV. Момент сенсорларының жұмыс процесі:

 

Датчикке 15 В қуат көзі беріледі. Магниттік тізбектегі кристалдық осциллятор 400 Гц шаршы толқынды жасайды, ол айнымалы ток магниттік қуат көзін шығару үшін TDA2030 қуат күшейткішімен күшейтіледі. Бұл қуат қозғалмайтын біріншілік катушкадан айналмалы қайталама катушкаға энергетикалық сақина Т1 трансформаторы арқылы беріледі. Алынған айнымалы ток қуаты AD822 операциялық күшейткішін қуаттандыратын 5В тұрақты ток көзін алу үшін біліктегі тізбек арқылы түзетіледі және сүзіледі. AD589 анықтамалық қуат көзі және қос операциялық күшейткіш AD822 арқылы жасалған жоғары дәлдіктегі 4,5 В тұрақты ток қуат көзі көпірді, күшейткішті және V/F түрлендіргішін қуаттандыру үшін пайдаланылады.

 

Серпімді білік бұралуға ұшыраған кезде, деформация көпірі анықтаған мВ деңгейіндегі деформация сигналы AD620 аспаптық күшейткіш арқылы 1,5 В-тан 1 В-қа дейінгі күшті сигналға дейін күшейтіледі. Содан кейін бұл сигнал V/F түрлендіргіші LM131 арқылы жиілік сигналына түрлендіріледі. Жиілік сигналы айналмалы бірінші катушкадан Т2 сигналдық сақина трансформаторы арқылы стационарлық қайталама катушкаға беріледі. Датчик корпусындағы сигналды өңдеу тізбегі арқылы фильтрлеуден және пішіндеуден кейін серпімді білікке берілген моментке пропорционал жиілік сигналы алынады. Қозғалыс және статикалық сақиналар арасында бірнеше миллиметрлік кішкене ғана бос орын болғандықтан және сенсор білігінің бір бөлігі металл корпусқа салынғандықтан, тиімді қорғанысқа қол жеткізіледі, нәтижесінде кедергіге қарсы күшті мүмкіндік пайда болады.