Senzorul de viteză a impulsului și direcția de rotație convertesc viteza și direcția de rotație a pieselor mașinii într-un singur semnal electric pentru măsurarea ulterioară și indicarea parametrilor de funcționare. Sistemele automate de control pot utiliza senzorul pentru a fi inclus în buclă de feedback. Informațiile provenite de la senzor sunt necesare pentru formarea semnalelor de control în sistemele de control și pentru stabilizarea parametrilor mișcării componentelor mecanice ale obiectului automatizat. Aplicarea unui astfel de senzor necesită controlul vitezei arborelui de ieșire al reductoarelor, determinarea direcției de rotație a două sau mai multor mecanisme sincronizate, contabilitatea debitului lichidului și multe alte dispozitive. Senzorul utilizează numai trei fire care furnizează energie și transmit un semnal de frecvență și direcție de rotație la dispozitivul sistemului de comandă automat. Senzorul este proiectat pentru utilizarea în sistemele de automatizare pentru linii de producție, sisteme de transport și alte sisteme automate de control.
Caracteristicile tehnice ale senzorului
Viteza de rotatie ... 0,3 ... 3000 rpm
Temperatura de funcționare ... -25 ... + 60 ° С
Tensiunea de alimentare .................. .6,5 ... 18 Vol
Scurtă descriere a lucrării
În centrul activității senzorului se află transformarea mișcării într-un semnal electric care este efectuat de o componentă care utilizează efectul Hall - cipul Honeywell SS526DT.
Cipul conține două elemente semiconductoare care generează o diferență de potențial atunci când sunt expuse unui câmp magnetic. Acesta vă permite să determinați viteza și direcția de rotație. Informații despre acești parametri provin de la chip la SS526DT circuit de senzori cu cele două ieșiri respective în formă digitală corespunde puterii impulsurilor de viteză de viteza de frecvență (viteză mai mult) direcție corespunde nivelului logic pe direcția de ieșire (Direcție în continuare).
Proiectarea senzorului de viteză și direcția de rotație
Mișcarea de rotație sesizează arborele senzorului prin pinionul fixat pe acesta. Pe arbore există un disc în care sunt montați magneți permanenți. Utilizarea magneților neodymi (cei mai puternici magneți permanenți) face posibilă montarea unui număr mic de magneți mici pe disc. Proprietatea magneților neodymi la dimensiuni mici pentru a crea un câmp magnetic suficient de tensibil îi face să fie optime pentru utilizarea în acest design. Magneții sunt instalați astfel încât polii magneților să se alterneze, ceea ce este necesar pentru funcționarea cipului SS526DT. Circuitul intern SS526DT, care include un declanșator, determină direcția de mișcare datorată schimbării polarității câmpului magnetic, care este creată de magneți permanenți. Cu cât mai mulți magneți sunt montați pe disc, cu atât mai mare este discreența și, în consecință, posibilitatea înregistrării unor mișcări lente, Sensibilitatea senzorului devine mai mare. Cipul SS526DT este montat pe o placă mică de circuite imprimate conectată prin cabluri la circuitul principal al senzorului, ale cărui elemente sunt amplasate pe o a doua placă de circuite mai mari. Mutarea polilor magneților are loc de-a lungul corpului cipului SS526DT. Toate elementele sunt închise într-o carcasă de protecție din metal.
Schema electrică schematică
De la ieșirea senzorului de viteză și direcție, se transmite un semnal care transmite informații despre viteza de rotație utilizând frecvența pulsului și informațiile despre direcția de rotație sunt transmise prin polaritatea impulsurilor.
Datorită prezenței unei surse de tensiune de alimentare bipolară în circuitul senzorului, un semnal de ieșire cu o deschidere de 5 volți poate avea o polaritate negativă sau pozitivă.
Schema funcțională a senzorului de viteză și direcția de rotație:
Circuitele convertesc semnalul de la senzorul Hall la semnalul de ieșire al senzorului de viteză și direcția de rotație, asigurând o capacitate de încărcare suficientă. Pentru a minimiza interferența cu cablul senzorului de impuls, rezistența receptorului de semnal trebuie să fie mică. Este necesar ca curentul de ieșire al senzorului să fie suficient pentru dispozitivul de recepție pentru a reduce efectul de interferență care distorsionează informațiile transmise. Senzorul este alimentat de două fire. Cel de-al treilea fir este utilizat pentru a transmite un semnal al cărui polaritate variază în raport cu firul comun de alimentare. Senzorul Hall generează un semnal care transmite informații despre direcția de rotație care controlează comutatorul K1. În funcție de nivelul semnalului, comutatorul K1 trimite o tensiune pozitivă sau negativă la comutatorul K2. Semnalul vitezei senzorului Hall controlează comutatorul K2. Frecvența semnalului Viteza formată de comutatorul K2 corespunde cu jumătate din numărul de magneți plasați pe discul senzorului de viteză și direcția de rotație.
Diagrama simplificată a senzorului și a receptorului:
Elementele logice amplifică direcția semnalului provenit de la senzorul Hall. Elementele logice controlează LED-urile optocuploarelor, unul dintre ele funcționând pentru închidere, iar celălalt pentru deschidere. La un nivel logic scăzut al semnalului, direcția LED-urilor cu optocuplor nu se aprinde. fotocupler De asemenea, contactele sunt închise lucrează la deschiderea la viteza de contacte de semnal optocuplor energizat + 5 volți, printr-o sursă de alimentare în impulsuri bipolar construit. Cu o direcție semnal de nivel înalt logica prin LED-uri de octocuploare controlează polaritatea vitezei de ieșire a senzorului și direcția de rotație, trece poziția curentă a contactelor de optocuploare, astfel încât tensiunea de ieșire a fotocupler este conectat la minus 5 volți. Semnal Viteza prin elementul logic de amplificare este alimentată la optocuploarele de ieșire. Sub acțiunea semnalului, viteza de ieșire a senzorului primește impulsuri a căror polaritate este specificată de semnalul de direcție. Utilizarea unui optocuplor la ieșirea senzorului face posibilă creșterea capacității de încărcare, ceea ce face posibilă transmiterea unui semnal cu un curent crescut pentru a crește imunitatea la zgomot.
La intrarea dispozitivului de recepție, semnalul este descifrat înainte de a măsura frecvența. Cu ajutorul unui optocuplor dual în dispozitivul de recepție, un semnal care transmite informații despre viteza mișcării de rotație este direcționat către unul dintre firele care corespund direcției de deplasare. Firele "Viteza de rotație în sensul acelor de ceasornic" și "Viteza de rotație în sens invers acelor de ceasornic" sunt conectate la circuitele de măsurare a frecvenței circuitului dispozitivului de recepție. În funcție de firul pe care apare semnalul, circuitul recunoaște direcția de deplasare. Când porniți LED-urile așa cum este indicat în diagramă, va funcționa numai un optocuplor, în funcție de polaritatea impulsurilor semnalului de intrare Viteză / direcție. Pentru a crește imunitatea la zgomot, paralel cu LED-urile, este posibilă conectarea rezistențelor care măresc curentul care trece prin firul "Speed / Direction".
Schema schematică a senzorului de viteză și direcția de rotație:
Modul de funcționare considerat este realizat în circuitul electric al senzorului de viteză și în direcția de rotație. Direcția de semnal vine de la ieșirea D a chip-ului, care utilizează efectul Hall, DA2. O direcție de semnal de nivel înalt logica este convertit de invertor care fac parte din DD1 în chip redus la borna 12. LED optocuplorului VK1.2 este capabil să funcționeze la un nivel logic ridicat apare la borna 10 DD1 cip. În același timp, LED-ul optocuplorului VK1.1 este inhibat, deoarece la anodul LED-ului se aplică un nivel logic scăzut. Astfel, datorită legăturii cu elementul LED optocuplor logic așa cum se arată în Schema de seturi de semnale de direcție, prin care de photocouplers vor trece semnalul de ieșire 10 DD1 cip. Semnalul de viteză este introdus de la ieșirea S a cipului DA2 la intrarea invertorului a cipului DD1. Un nivel ridicat de impulsuri provenind de la pinul 10 al cipului DD1 determină curgerea curentului prin rezistorul R4 și LED-ul optocuplor VK1.2. photocouplers funcții sunt împărțite după cum urmează: VK1.1 optocuplor generează un semnal de polaritate pozitivă la pinul 3 terminale XT1, optocuplor VK1.2 - negativ. Circuitul senzorului include o sursă de alimentare care transformă tensiunea de alimentare unipolară într-o sursă de alimentare bipolară. Condensatoarele din circuitul senzorului elimină interferențele, reducând efectul asupra semnalului de ieșire. Rezistoarele R1, R2 setează curentul de ieșire al senzorului nostru de impulsuri. Denumirea lor poate fi redefinită în funcție de circuitul de intrare al receptorului pentru potrivirea lor. Schema utilizează o dublă optocuplor VK1, reducând astfel spațiul de placă și să genereze semnale de viteza și direcția de rotație cu ajutorul unei singure componente.
Componente radio în schemă
Parametrii senzorului de impuls determină în mare măsură componentele aplicate ale circuitului său electric. Domeniul de tensiune de alimentare la care senzorul de viteză și direcția de rotație pot funcționa determină convertorul de tensiune DA1. Limita superioară a măsurării vitezei depinde de viteza optocuplorului VK1. Utilizarea condensatoarelor cu cea mai mică combinația tangenta pierdere de condensatoare cu diferite tipuri de utilizare dielectrică cele mai recente evoluții în domeniul condensatori permite pentru a obține cele mai bune rezultate. Atunci când o capacitate excesivă crește riscul de „suprasarcină“ subliniază convertor DA1 care duc la curent operațiune de protecție în momentul sursa de alimentare și circuitul „nu va oferi semne de viață.“ La alegerea tipului VK1, se evaluează viteza și frecvența impulsurilor care ajung la intrarea optoelementului. Alegerea VK1 corect va reduce costul senzorului. Cipul DD1 acționează ca cel mai simplu amplificator actual și poate fi înlocuit cu un alt cip. Terminalul XT1 destinat montajului pe o placă cu circuite imprimate poate fi înlocuit cu un alt element de racordare detașabil.
C1 ... C3 Condensator EMR 47 μF 50 V f. Hitano
C4 ... C6 Condensator SMD 0805 2,2 μF 16 V
DA1 Convertizor de tensiune TMR 3-1221WI f. Puterea Traco
DA2 Microchip SS526DT f. Honeywell
DD1 Microcircuit KR1533LN1
R1, R2 Rezistor 300 Ohm ± 5%
R3, R4 Rezistor 180 Ohm ± 5%
VK1 Optorele 249KP10AR
Terminalul XT1 LMI 107 203 51
Modificarea senzorului de impuls în funcție de viteza de rotație
Pentru diferite aplicații necesită diferite domenii de măsurare a cerințelor ratei de schimbare a vitezei de rotație determină schimbarea direcției de rotație. Posibilitatea de a utiliza senzorul de viteză de 1 rotații pe minut sau mai puțin. La astfel de viteze necesare pentru a crește numărul de magneți pe disc, folosiți magneți cu dimensiuni minime și de a reduce decalajul dintre cip și DA2 planul discului. În cazul în care poate fi redus viteza de peste 5000 de rotații pe minut numărul de magneți. Cel mai mare senzor de viteză măsurată este limitată numai de caracteristicile constructive. Pe măsură ce numărul de magneți reduce cerințele pentru cea mai mare frecvență de funcționare a componentelor de circuit.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: