Научная статья на тему 'Сопоставительная оценка по характеристикам различных типов преобразователей перемещений'

Сопоставительная оценка по характеристикам различных типов преобразователей перемещений Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
390
140
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ / ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ / ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ТИП ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ / MOVEMENT CONVERTERS / TECHNICAL CHARACTERISTICS / APPLICATIONS / PERSPECTIVE TYPE OF MOVEMENT CONVERTERS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Берг Олег Игоревич, Ураксеев Марат Абдуллович

Статья посвящена актуальной теме анализу технических характеристик и особенностей конструкций различных типов бесконтактных преобразователей перемещений. Необходимость исследования в указанной области обусловлена стремительным повышением спроса на них в современных электротехнических комплексах и системах, а также обширным номенклатурным рядом таких преобразователей. В статье приведен принцип действия основных типов бесконтактных преобразователей перемещений: магнитных (индукционного и трансформаторного типов); оптоэлектронных (на основе дифракционных решеток с проходящими и отраженными потоками оптического излучения; лазерных дальномеров в импульсных и непрерывных режимах, а также в режиме триангуляции); локационных (ультразвукового типа); магнитострикционных; волоконно-оптических (чувствительных к пересечению и отражению светового потока); магнитооптических (с магнитными шкалами и метками на магнитооптическом эффекте Фарадея). Для каждого из указанных типов преобразователей перемещений приведены функции преобразования, структурные схемы, особенности и варианты конструкций, достоинства и недостатки. Полученные характеристики (диапазон измеряемых величин, пороговая чувствительность, погрешность, быстродействие, чувствительность к загрязнителям, чувствительность к электромагнитным помехам, сложность установки / настройки) были обобщены и сведены в единую таблицу технических характеристик современных преобразователей перемещений. Эта таблица позволяет оценить перспективы применения каждого из них. В номенклатуре исследованных преобразователей наивысший совокупный показатель по точности, малым массогабаритным показателям, высокому быстродействию, низкой чувствительности к основным производственным загрязнителям, отсутствию чувствительности к радиомагнитным помехам принадлежит преобразователю перемещений с магнитными шкалами и метками на магнитооптическом эффекте Фарадея. Предложенный метод построения бесконтактного преобразователя перемещений на магнитооптическом методе сбора информации о перемещении подвижного носителя магнитных меток является оригинальным. В статье также указан ряд достоинств конструкций преобразователей такого типа, позволяющий считать их наиболее универсальными.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Берг Олег Игоревич, Ураксеев Марат Абдуллович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE ASSESSMENT CHARACTERISTICS OF DIFFERENT TYPES DISPLACEMENT TRANSDUCERS

This article is devoted to an important topic the analysis of the technical characteristics and structures of various types of non-contact displacement transducers. Research necessity in this area is due to the rapid increase in demand for modern electrical complexes and systems, and extensive nomenclature number of such transducers. In the article principle of the basic types non-contact displacement transducers is given: magnetic (induction and transformer type), optoelectronic (use diffraction grating passing and reflected optical radiation flows, laser rangefinders in pulsed and continuous mode as well as triangulation mode) radar (ultrasonic type), magnetostrictive (the spread of elastic, surface and transverse waveguide waves), optical fiber (sensitive to intersection and reflection of the light flux), magneto-optical (with magnetic scales and marks based on the magneto-optical Faraday effect). Conversion functions, block diagrams, features and design solutions, advantages and disadvantages are given for each of these displacement transducers types. Also the formulas describing the principle of operation, block diagrams, and design features of each of these types of transducers. Obtained characteristics (measured values range, sensitivity / resolution, speed, sensitivity to pollutants, sensitivity to radiomagnetic noise, installation complexity / configuration) have been compiled and summarized in a technical characteristics of modern converters movements table. Perspectives of displacement transducers can be estimated from this table. In the studied converters nomenclature the highest comprehensive indicator based on the accuracy, small dimensions and weight, high speed, low sensitivity to basic production pollutants, lack of sensitivity to radiomagnetic noise belongs to the displacement transducer with magnetic scales and marks based on the magneto-optical Faraday effect. The proposed method of non-contact displacement transducer construction on magneto-optical method of collecting information about the movement of magnetic marks carriers is original. The proposed method of building a non-contact displacement transducer on the magneto-optical method of collecting information about the movement of the movable magnetic labels carrier is original. The paper also identifies a number of advantages of this type of transducer design, assigning it to the most versatile.

Текст научной работы на тему «Сопоставительная оценка по характеристикам различных типов преобразователей перемещений»

Метрология и информационно-измерительные устройства

Берг О.И.

Berg O.I.

аспирант кафедры «Информационноизмерительная техника»

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», Россия, г. Уфа

Ураксеев М.А.

Urakseev M.A.

доктор технических наук, профессор кафедры «Информационно-измерительная техника» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», Россия, г. Уфа

УДК 681.51.011

СОПОСТАВИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Статья посвящена актуальной теме - анализу технических характеристик и особенностей конструкций различных типов бесконтактных преобразователей перемещений. Необходимость исследования в указанной области обусловлена стремительным повышением спроса на них в современных электротехнических комплексах и системах, а также обширным номенклатурным рядом таких преобразователей. В статье приведен принцип действия основных типов бесконтактных преобразователей перемещений: магнитных (индукционного и трансформаторного типов); оптоэлектронных (на основе дифракционных решеток с проходящими и отраженными потоками оптического излучения; лазерных дальномеров в импульсных и непрерывных режимах, а также в режиме триангуляции); локационных (ультразвукового типа); магнитострикционных; волоконно-оптических (чувствительных к пересечению и отражению светового потока); магнитооптических (с магнитными шкалами и метками на магнитооптическом эффекте Фарадея). Для каждого из указанных типов преобразователей перемещений приведены функции преобразования, структурные схемы, особенности и варианты конструкций, достоинства и недостатки. Полученные характеристики (диапазон измеряемых величин, пороговая чувствительность, погрешность, быстродействие, чувствительность к загрязнителям, чувствительность к электромагнитным помехам, сложность установки / настройки) были обобщены и сведены в единую таблицу технических характеристик современных преобразователей перемещений. Эта таблица позволяет оценить перспективы применения каждого из них. В номенклатуре исследованных преобразователей наивысший совокупный показатель по точности, малым массогабаритным показателям, высокому быстродействию, низкой чувствительности к основным производственным загрязнителям, отсутствию чувствительности к радиомагнитным помехам принадлежит преобразователю перемещений с магнитными шкалами и метками на магнитооптическом эффекте Фарадея. Предложенный метод построения бесконтактного преобразователя перемещений на магнитооптическом методе сбора информации о перемещении подвижного носителя магнитных меток является оригинальным. В статье также указан ряд достоинств конструкций преобразователей такого типа, позволяющий считать их наиболее универсальными.

Ключевые слова: преобразователи перемещений, технические характеристики, области применения, перспективный тип преобразователя.

COMPARATIVE ASSESSMENT CHARACTERISTICS OF DIFFERENT TYPES

DISPLACEMENT TRANSDUCERS

This article is devoted to an important topic - the analysis of the technical characteristics and structures of various types of non-contact displacement transducers. Research necessity in this area is due to the rapid increase

92

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Metrology and information-measuring devices

in demand for modern electrical complexes and systems, and extensive nomenclature number of such transducers. In the article principle of the basic types non-contact displacement transducers is given: magnetic (induction and transformer type), optoelectronic (use diffraction grating passing and reflected optical radiation flows, laser rangefinders in pulsed and continuous mode as well as triangulation mode) radar (ultrasonic type), magnetostrictive (the spread of elastic, surface and transverse waveguide waves), optical fiber (sensitive to intersection and reflection of the light flux), magneto-optical (with magnetic scales and marks based on the magneto-optical Faraday effect). Conversion functions, block diagrams, features and design solutions, advantages and disadvantages are given for each of these displacement transducers types. Also the formulas describing the principle of operation, block diagrams, and design features of each of these types of transducers. Obtained characteristics (measured values range, sensitivity / resolution, speed, sensitivity to pollutants, sensitivity to radiomagnetic noise, installation complexity / configuration) have been compiled and summarized in a technical characteristics of modern converters movements table. Perspectives of displacement transducers can be estimated from this table. In the studied converters nomenclature the highest comprehensive indicator based on the accuracy, small dimensions and weight, high speed, low sensitivity to basic production pollutants, lack of sensitivity to radiomagnetic noise belongs to the displacement transducer with magnetic scales and marks based on the magneto-optical Faraday effect. The proposed method of non-contact displacement transducer construction on magneto-optical method of collecting information about the movement of magnetic marks carriers is original. The proposed method of building a non-contact displacement transducer on the magneto-optical method of collecting information about the movement of the movable magnetic labels carrier is original. The paper also identifies a number of advantages of this type of transducer design, assigning it to the most versatile.

Key words: movement converters, technical characteristics, applications, perspective type of movement converters.

влияет на индуктивность обмотки. Значение индуктивности обмотки определяют следующим образом [1]:

L(x) = iiqN2s—W, (1)

d+—

*7

где р0 - абсолютная магнитная проницаемость вакуума; N - число витков обмотки; s - площадь сечения контура; d - длина силовых линий в воздухе, пропорциональная координате x перемещения объекта; l - длина силовых линий в материале; р - относительная магнитная проницаемость ферромагнитного материала.

Трансформаторный МПП отличается от индуктивного гальванической изоляцией контура возбуждения от измерительного контура. Так, трансформаторный МПП с распределенными магнитными параметрами и подвижным сердечником (рис. 1б) позволяет определять перемещение объектов, не состоящих из ферромагнитных материалов. Основными элементами такого преобразователя являются: кольцевой магнитопровод прямоугольной формы и обмотка возбуждения в виде двух секций, прямоугольная изоляционная пластина, выполненная из изоляционного материала, на поверхности которой размещена измерительная обмотка, имеющая форму треугольника. Измерительная обмотка может быть нанесена путем печатного монтажа. Кольцевой магнитопровод, содержащий встречно включенные обмотки возбуждения, охва-

Современные электрические системы, содержащие перемещающиеся или перемещаемые внешними силами элементы и узлы, имеют в своем составе преобразователи перемещений и электроприводы с электронными системами управления. На сегодняшний день существует обширный номенклатурный ряд преобразователей перемещений, различающихся по принципу действия, техническим характеристикам и возможным областям применения. Выбор наиболее универсального типа преобразователя с учетом их основных достоинств и недостатков является актуальной задачей, решению которой посвящена данная статья.

По принципу действия преобразователи перемещения бывают: магнитные, емкостные, оптоэлектронные, ультразвуковые, магнитострикцион-ные, волоконнооптические, с магнитными шкалами и метками и др.

Магнитные преобразователи перемещений (МПП)

Среди МПП самыми распространенными являются индуктивные и трансформаторные преобразователи. Наиболее простая схема индуктивного преобразователя перемещений (ИПП) (рис. 1а) применяется для определения незначительных перемещений объектов, состоящих из ферромагнитного материала. В таком ИПП контролируемый объект из ферромагнитного материала используется в качестве подвижного элемента преобразователя. Изменение зазора d между объектом и сердечником

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

93

Метрология и информационно-измерительные устройства

х

а) б)

Рис. 1. Магнитные преобразователи перемещений: а) индуктивный; б) трансформаторный

тывает измерительную обмотку. Перемещаясь, магнитопровод изменяет магнитное потокосцепление треугольной обмотки и э.д.с. на выходе преобразователя. Если обмотка возбуждения расположена по сторонам равнобедренного треугольника, то при перемещении магнитопровода магнитное потокосцепление и э.д.с. этой обмотки изменяются по линейному закону [2]. Статическая характеристика

преобразователя представляется как

. щуувиви/иц35х (2)

J ^гв+2;й)wв2^^ssм,

где щ — циклическая частота питающего напряжения; wB - число витков обмотки возбуждения; UB - напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения; wH -число витков измерительной обмотки; - удельная магнитная проводимость в зазоре, приходящаяся на единицу площади зазора; Sx - площадь измерительной обмотки, ограниченная шириной магнитопровода (зависит от x ); RB - активное сопротивление обмотки возбуждения; SM - полная площадь зазора между длинными стержнями магнитопровода.

Недостатки МПП: большие габаритные размеры и масса датчиков; ограниченный диапазон измерения величины перемещений; высокая чувствительность элементов радиоэлектронной аппаратуры к электромагнитным полям, создаваемым МПП, а также самого преобразователя к внешним электромагнитным полям.

Емкостные преобразователи перемещений (ЕПП)

В основе работы преобразователей данного типа лежит взаимосвязь геометрической конфигурации или изменения состояния диэлектрика конденсатора с его емкостью.

Рис. 2. Емкостный преобразователь линейного перемещения с подвижным диэлектриком

В преобразователях с изменением состояния диэлектрика объект измерения может быть как механически связан с пластиной диэлектрика, так и сам выступать в роли воздействующей пластины (рис. 2) в случае обладания диэлектрическими свойствами и подходящими размерами.

Зависимость емкости измерительного конденсатора от величины перемещения диэлектрической пластины определяется следующим образом [3]:

(г(1 - х) + x)s0S

С =------------d--------, (3)

где C(x) — функция емкости от перемещения x объекта; е - диэлектрическая проницаемость диэлектрика между пластинами; S - площадь обкладок конденсатора; е0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость; d - зазор между обкладками конденсатора.

Недостатки ЕПП: ограниченный диапазон измерения величины перемещений; низкая чувствительность из-за малого изменения диэлектрической проницаемости при изменении положения пластины диэлектрика, выступающей в роли объекта исследования.

Оптоэлектронные

преобразователи перемещений (ОЭПП)

К настоящему моменту известно множество различных оптических эффектов и датчиков, основанных на них. Наиболее распространенной является схема с применением дифракционных решеток [4] (рис. 3).

В таком преобразователе луч света источника оптического излучения (ИОИ) при перемещении кодирующей структуры (КС) 3 относительно анализирующей структуры (АС) 5 изменяет свои характеристики. Приемник оптического излучения (ПОИ) 6, устройства обработки информации (УОИ) 7 преобразуют изменения в электрические сигналы удобной для непосредственного использования внешними устройствами преобразования и индикации 8 формы.

94

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Metrology and information-measuring devices

Рис. 3. Оптоэлектронный преобразователь перемещений на основе дифракционных решеток: а) обобщенная структурная схема; б), в) схемы оптической части, работающие с проходящими и отраженными потоками оптического излучения

КС и АС в ОЭПП выполняются по аналогичному принципу: в виде линейной или круговой шкал, растра, дифракционной решетки, голограммы [4]. При этом назначение АС - определение дробной части единицы разряда измеряемого перемещения. По принципу взаимного расположения КС, АС относительно ПОИ и ИОИ ОЭПП разделяются на работающие в проходящих и отраженных потоках оптического излучения. ОЭПП проходящих потоков оптического излучения (рис. 3б) используют растровую модуляцию КС и АС. Шаг растра w для анализирующей и кодирующей структур одинаков. ИОИ воздействует через коллиматор, КС и АС на ПОИ. В состав ПОИ входят 4 фотодиода (ФД), установленные на расстоянии w/4 относительно друг друга. Движение КС в направлении х относительно неподвижной АС приводит к образованию электрических сигналов ФД, сдвинутых относительно друг друга на четверть периода (угол п/2). Электрический сигнал пары ФД1 и ФД3 создает изменение квадратурного сигнала, отстающего на угол п/2 от изменения квадратурного сигнала пары ФД2 и ФД4. При смене направления перемещения КС происходит отставание квадратурных сигналов ФД2 и ФД4 относительно ФД1 и ФД3 на угол п/2. Таким образом, знак фазового сдвига определяет направление перемещения х.

ОЭПП отраженных потоков оптического из-

лучения (рис. 3в) интерполируют сигналы ПОИ [4]. ИОИ воздействует через коллиматор и растры АС на подвижную КС с растрами аналогичного АС периода. Оптический сигнал отражается от КС и поступает в ПОИ, выполненный в виде решетки. ПОИ содержит в своем составе 4 светодиода, принцип работы которых аналогичен изложенной для проходящих пучков лучей.

Другой реализацией ОЭПП является лазерный дальномер (рис. 4а). Импульсы ИОИ передаются на объект и, отражаясь от него, поступают в ПОИ.

Расстояние до объекта и перемещение х определяются в устройстве обработки информации по времени между прямым и отраженным импульсами. Для измерения расстояний менее 3 м применяют фазовый метод. В данном методе используется непрерывное излучение лазера, при этом фазометр в устройстве обработки информации измеряет фазовый сдвиг между излучаемым и отраженными лучами.

Для определения расстояний от 20 до 400 мм используют лазерный дальномер в режиме триангуляции (рис. 4б). В таком режиме луч ИОИ, отражаясь от поверхности исследуемого объекта, поступает в объектив и далее в фотоприемную матрицу ПОИ. Сигнал соответствующего элемента матрицы позволяет определить угол отражения а, что дает возможность определить длину d - расстояние до объекта.

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

95

Метрология и информационно-измерительные устройства

Объект

а)

б)

Рис. 4. Схема лазерного дальномера в режимах: а) импульсного и непрерывного излучения; б) триангуляции

Недостатки ОЭПП: высокая стоимость и громоздкость; чувствительность к попаданию масла, воды, пыли на чувствительные элементы источника и приемника оптического излучения; повышенная точность установки и настройки [5]; чувствительность к посторонним источникам света и солнечным лучам.

Ультразвуковые преобразователи перемещений (УПП)

В УПП используется принцип радара: способность волн ультразвукового диапазона, частотой более 20 кГц, распространяться в твердых, жидких и газообразных средах с отражением от неоднородностей сред. Принцип работы УПП (рис. 5) состоит в следующем. Генератор вырабатывает импульсы ультразвуковой частоты (обычно 40 кГц), которые через коммутатор К поступают в источник ультразвуковых волн (излучатель) и передаются на объект. Отраженные от объекта импульсы воспринимаются приемником ультразвуковых волн (микрофоном), которые через коммутатор передаются в усилитель-формирователь. Коммутатор переключает режимы приема и излучения ультразвуковых импульсов. В устройстве обработки информации сравнивают сигналы с усилителя-формирователя и излучаемых с генератора импульсов. Разность фаз пропорциональна расстоянию d до объекта. В преобразователях определяют временную задержку между моментами отправки и приема ультразвуковых импульсов [3].

Недостатки УПП: невозможность измерять расстояние до звукопоглощающих объектов, выполненных из пористых материалов; высокое значение зоны нечувствительности датчиков, более 50 мм [6]; высокая чувствительность элементов радиоэлектронной аппаратуры к ультразвуковым волнам, постоянно генерируемым ЛПП в процессе работы.

Магнитострикционный преобразователь перемещений (МСПП)

МСПП (рис. 6) представляет собой протяженный канал - волновод, вдоль которого может свободно перемещаться постоянный тороидальный магнит. Внутри волновода содержится проводник, способный при попадании на него электрических импульсов создавать магнитное поле вдоль всей своей длины. Электрический импульс опроса прикладывается к внутреннему проводнику волновода. Импульс распространяется со скоростью света вместе с магнитным полем, силовые линии которого представляют собой окружности с центрами на оси. Когда электромагнитная волна оказывается на уровне магнита, комбинация магнитных полей вызывает в соответствии с эффектом Видемана [1] локальное скручивание волновода, которое распространяется по нему со скоростью т9 в форме упругой ответной волны. Приход ответной волны на приемник вызывает, согласно эффекту Виллари [1], изменение намагничивания, индуцирующее электрический сигнал ответа. Регистрация временной задержки tp между отправкой электрического импульса генератором и получением импульса вращения приемником позволяет определить расстояние d до постоянного магнита:

Недостатки МСПП: сложность изготовления и громоздкость конструкции [3], низкая помехоустойчивость [1].

Волоконно-оптические преобразователи перемещений (ВОПП)

По принципу действия ВОПП выполняются реагирующими на пересечение (рис. 7а) или отражение (рис. 7б) светового потока, передаваемого че-

96

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Metrology and information-measuring devices

Объект

Рис. 5. Ультразвуковой преобразователь перемещений

Подвижный Зона взаимодействия

Световой

Световоды,

оптоволокно

Рис. 7. Волоконно-оптический преобразователь перемещения, чувствительный: а) к пересечению светового потока; б) к отражению светового потока

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

97

Метрология и информационно-измерительные устройства

рез оптическое волокно. Принцип действия ВОПП, пересечения светового потока заключается в следующем. Поток света от источника оптического излучения ИОИ проходит по оптоволоконным световодам, имеющим в определенном месте разрыв для прохождения света через физическую среду. Объект, попадая в зону воздушного зазора, изменяет световой поток, попадающий на оптоволокно ПОИ. Устройство обработки информации определяет изменение мощности в каждом световоде и отображает информацию о величине смещения объекта.

Оптоволокно источника и приемника в ВОПП, реагирующего на отражение светового потока, является общим. В таком ВОПП поток света от ИОИ проходит через оптоволокно и, отражаясь от исследуемого объекта, возвращается обратно в ПОИ. Расстояние до объекта определяют по времени между прямым и отраженным импульсами.

Недостатки ВОПП: высокая стоимость; чувствительность к попаданию масла, воды, пыли на чувствительные элементы источника и приемника оптического излучения; чувствительность к посторонним источникам света и солнечным лучам.

Преобразователь перемещений с магнитными шкалами и метками (ПП с МШ и М) Авторами статьи разработан преобразователь перемещений с магнитными метками, чувствитель-

ный элемент которого основан на магнитооптическом эффекте Фарадея [7] (рис. 8). Преобразователь состоит из двух основных элементов: чувствительной магнитооптической головки и подвижного носителя магнитных меток в виде кодовой шкалы. Луч света лазерного диода последовательно преобразовывается в поляризаторе - феррит-гранатовой пленке (ФГП), анализаторе и попадает в приемник оптического излучения. Перемещение подвижного носителя магнитных меток приводит к изменению магнитного потока Ф воздействующего на оптически прозрачную ФГП, что, в свою очередь, приводит к повороту плоскости поляризации пленки и изменению значения фототока приемника оптического излучения:

1Ф= Sp0cos2((p+a\ (5)

где а - угол между осями поляризатора и анализатора; ф - угол поворота плоскости поляризации под действием внешнего магнитного поля; Р0 - мощность излучения лазерного диода; S - спектральная чувствительность фотодиода.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Величина изменения угла ф пропорциональна перемещению кодовой шкалы x [8].

Достоинства магнитооптического ПП с МШ и М: малые массогабаритные показатели [7]; высокое быстродействие (10-9 сек); низкая чувствительность к основным производственным загрязнителям.

Рис. 8. Преобразователь перемещений с магнитными метками: 1 - подвижный носитель магнитных меток в виде кодовой шкалы; 2 - ФГП; 3 - поляризатор; 4 - анализатор

98

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Metrology and information-measuring devices

Сравнительные характеристики различных типов преобразователей перемещений

Наименование параметра МПП [6] ЕПП [10] ОЭПП [10] УПП [5,10] МСПП [6] ВОПП [11] ПП с МШ и М [7, 9]

Диапазон измеряемых перемещений, м 10-3 -0,2 910-3- 510-2 510-6- 10 210-4 -10 0,5 10-6- 20 810-5 -0,008 4010-6-100

Порог чувствительности, мм - 9* - - 0,0005* - 0,001

Погрешность, мм ±1* ±9* 0,005* 0,17 * 0,004* 0,08 ±0,04

Быстродействие, с 710-4 0,1 10-9 0,5 10-3 10-9 10-9**

Чувствительность к загрязнителям нет нет да да нет да нет

Сложность установки/ настройки нет нет нет да да нет нет

Чувствительность к электромагнитным помехам да нет нет да да нет нет***

Способность преобразования как линейных, так и угловых перемещений нет нет нет нет нет нет да

Диапазон рабочих температур,0С -20- 70 -25-80 -20-75 -25- 70 -20-85 -50- 50 -40- 55*

* У разной номенклатуры преобразователей эти цифры различны ** Для магнитооптического ПП с МШ и М *** В защищенном исполнении

Вывод

Наиболее перспективным типом преобразователей перемещений является преобразователь перемещений с магнитными метками на магнитооптическом эффекте Фарадея, так как:

1) наиболее универсален с точки зрения чувствительности к загрязнителям, простоты установки и отсутствия чувствительности к радиомагнитным помехам;

2) обладает наилучшими техническими и массогабаритными показателями.

Список литературы

1. Аш Ж. Датчики измерительных систем. В 2-х книгах. Кн. 1. [Текст] / Пер. с франц. / Под ред. А.С. Обухова. - М.: Мир, 1992. - 480 с.

2. Куликовский Л.Ф. Преобразователи перемещения с распределенными параметрами [Текст] / Л.Ф. Куликовский, М.Ф. Зарипов. - М. - Л.: Энергия, 1966. - 112 с.

3. Михайлов М.А. Обзор методов измерения малых перемещений в приложении системы автоматического регулирования сканеров СЗМ [Текст] / М.А. Михайлов, В.В. Манойлов // Методы измерений. Научное приборостроение. - Т. 23. - № 2. -СПб.: ИАП РАН, 2013. - С. 27-37.

4. Коротаев В.В. Оптико-электронные преобразователи линейных и угловых перемещений [Текст] / В.В. Коротаев, А.В. Прокофьев, А.Н. Тимофеев // Ч. 1. Оптико-электронные преобразователи линейных перемещений. - СПб.: НИУ ИТМО, 2012.

- 114 с.

5. Конюх В.Л. Компьютерная автоматизация производства: учеб. пособие. [Текст] / В.Л. Конюх.

- Новосибирск: НГТУ, 2006. - 108 с.

6. BALLUFF GmbH - производство сенсоров и компонентов автоматики [Электронный ресурс].

- Режим доступа: www.balluff.ru (дата обращения:

09.08.2013 г.).

7. Патент № 132538 Российская Федерация, МПК G01B7/00. Преобразователь перемещений с магнитными метками [Текст] / М.А. Ураксеев, О.И. Берг; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (RU). - № 2013118780/28; заявл.

23.04.2013 г.; опубл. 20.09.2013 г.

8. Берг О.И. Расчет и исследование статической характеристики преобразователя перемещений с магнитными метками [Текст] / О.И. Берг, М.А. Ураксеев, И.А. Баженов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. -2013. - № 4 - Т. 9. - С. 93-99.

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

99

Метрология и информационно-измерительные устройства

9. LM10 Магнитный преобразователь линейных перемещений [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.skbis.ru/pdf/rls/LM10D05_01.pdf (дата обращения: 09.08.2013 г.).

10. Портал Sensor.ru - датчики для измерения и автоматизации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sensor.ru (дата обращения:

09.08.2013 г.).

11. ОАО ЭКБ «Сигнал» им. А.И. Глухарева -Волоконно-оптический датчик перемещения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. dimes.ru (дата обращения: 09.08.2013 г.).

References

1. Ash Zh. Datchiki izmeritel'nyh sistem. V 2-h knigah. Kn. 1. [Tekst] / Per. s franc. / Pod red. A.S. Obuhova. - M.: Mir, 1992. -480 s.

2. Kulikovskij L.F. Preobrazovateli peremeshhenija s raspredelennymi parametrami [Tekst] / L.F. Kulikovskij, M.F. Zaripov. - M. - L.: Jenergija, 1966. - 112 s.

3. Mihajlov M.A. Obzor metodov izmerenija malyh peremeshhenij v prilozhenii sistemy avtomaticheskogo regulirovanija skanerov SZM [Tekst] / M.A. Mihajlov, V.V. Ma-nojlov // Metody izmerenij. Nauchnoe priborostroenie. - T. 23. -№ 2. - SPb.: IAP RAN, 2013. - S. 27-37.

4. Korotaev V.V. Optiko-jelektronnye preobrazovateli linejnyh i uglovyh peremeshhenij [Tekst] / V.V. Korotaev,

A.V Prokofev, A.N. Timofeev // Ch. 1. Optiko-jelektronnye preobrazovateli linejnyh peremeshhenij. - SPb.: NIU ITMO, 2012.

- 114 s.

5. Konjuh V.L. Komp'juternaja avtomatizacija proizvodstva: ucheb. posobie [Tekst] / V.L. Konjuh. - Novosibirsk: NGTU, 2006.

- 108 s.

6. BALLUFF GmbH - proizvodstvo sensorov i kompo-nentov avtomatiki [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: www. balluff.ru. (data obrashhenija: 09.08.2013 g.).

7. Patent № 132538 Rossijskaja Federacija, MPK G01B7/00. Preobrazovatel' peremeshhenij s magnitnymi metkami [Tekst] / M.A. Urakseev, O.I. Berg; patentoobladatel' FGBOU VPO «Ufimskij gosudarstvennyj aviacionnyj tehnicheskij universitet» (RU). -№ 2013118780/28; zajavl. 23.04.2013 g.; opubl. 20.09.2013 g.

8. Berg O.I. Raschet i issledovanie staticheskoj harakteristiki preobrazovatelja peremeshhenij s magnitnymi metkami [Tekst] / Berg O.I., Urakseev M.A., Bazhenov I.A. // Jelektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. - 2013. - № 4 - T. 9. -S. 93-99.

9. LM10 Magnitnyj preobrazovatel' linejnyh peremeshhenij [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://www.skbis.ru/pdf/ rls/LM10D05_01.pdf (data obrashhenija: 09.08.2013 g.).

10. Portal Sensor.ru - datchiki dlja izmerenija i avtomatizacii [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://www.sensor.ru (data obrashhenija: 09.08.2013 g.).

11. OAO JeKB «Signal» im. A.I. Gluhareva - Volokonno-opticheskij datchik peremeshhenija [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://www.dimes.ru (data obrashhenija: 09.08.2013 g.).

100

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.