Расчет датчика обратной связи

Существует довольно большое количество датчиков угла поворота, разнообразной конструкции и видов. Выбор датчика обусловлен, прежде всего:

Физической природой регулируемого параметра.

Желаемой формой выходного сигнала (в данном случае желателен электрический выходной сигнал).

Высокой чувствительностью и чувствительностью.

Допустимой инерционностью.

Малым или отсутствием влияния внешних условий.

Возможностью настройки на различные значения регулируемого параметра.

Малой энергоемкостью.

Приемлемыми массогабаритные показателями.

Сроком службы.

В качестве датчиков обратной связи принимаем индукционный двухотсчётный датчик угла ИПУ-ДУЦ. Индукционные двухотсчётные датчики угла класса синусно-косинусных вращающихся трансформаторов предназначены для применения в качестве двухотсчётных первичных преобразователей угла в цифровых системах "угол-параметр-код", а также в различных устройствах и системах дистанционной передачи угла. Конструктивно датчики выполнены двухфазными, без собственных подшипников и состоят из двух частей - статора и ротора, непосредственно встраиваемых в прибор. Датчики выполняются из двух самостоятельных датчиков: грубого (ИПУ-ГО) и точного отсчёта (ИПУ-ТО).

Датчик ИПУ-ГО является двухполюсным классическим вращающимся трансформатором с синусоидально распределенными обмотками на роторе и статоре (по две квадратурных на каждом). Датчик ИПУ-ТО является многополюсным вращающимся трансформатором с сосредоточенными волновыми обмотками на сплошных магнитопроводах (на статоре - две квадратурные обмотки, на роторе - одна обмотка возбуждения). Конструктивно датчики выполняются аналогично асинхронным двигателям. Датчик выпускается совестно в комплекте с микропроцессорным комплексом (унифицированным цифровым вычислителем), полностью согласуется с выходным валом привода по угловой скорости, диаметру вала, частоте вращения вала, по степени защищенности, требуемому выходному сигналу, скорости изменения выходного сигнала.

Технические характеристики ИПУ-ДУЦ

Номинальное напряжение питания, В 6

Пусковой момент, не менее, Н×м 0,35

Диапазон напряжения питания, В 6-12

Электромеханическая постоянная датчика, сек 0,1

Диапазон частот питания, кГц 1-10

Номинальная частота напряжения питания, кГц 4

Коэффициент электрической редукции ИПУ-ТО 64

Погрешность преобразования угла, не более угл.секунд. +6,9

Потребляемый ток, А, не более 0,13

Максимальное выходное напряжение, В (ТО/ГО) 0,4/ 4

Остаточная ЭДС, мВ, не более (ТО/ГО) 10/30

Рассогласование электрических нулей, угл.минут. 15

Масса, кг, не более 0,7

Срок службы, лет, не менее 15

Передаточная функция углового двухотсчетного датчика имеет вид в соответствии с формулой (23). Расчет коэффициентов передаточной функции двухотсчетного датчика угла приведен в пункте 2.6, расчет основных коэффициентов проводится в соответствии с формулами (24) - (30).

Расчет датчика обратной связи сводится к расчету допустимой температуры нагрева обмотки, а также расчету некоторых геометрических характеристик [9].

Значение максимально-допустимой температуры обмотки:

(31)

где sy - максимально допустимое напряжение, sy = 1 × 103 кг/см2,

aк - материал каркаса, aк = 2,8×10-6 1/0С,- модуль упругости, E = 1,66 × 106 кг/см2,

Допустимое значение перегрева обмотки:

где Q0 max - максимальная температура окружающей среды, Q0 max = 450 0С

Диаметр провода обмотки из условия нагрева его максимальным током:

(32)

где к - коэффициент, который выбирается в пределах 0,5 ¸ 1 и учитывает, что не вся поверхность провода охлаждается;

r - материал провода (медь), r = 0,54 Ом·мм2/м,

h - коэффициент теплоотдачи, h = 1,25×10-3 Вт/см2×0С

Средняя длина витка обмотки:

(33)

где R0 - сопротивление датчика, R0 = 700 Ом,= (1,05 ¸ 1,15) = 1,1.

Диаметр провода обмотки с изоляцией

(34)

Диаметр каркаса:

(35)

Статья в тему

Система централизованного контроля температуры
Система централизованного контроля температуры (СЦКТ) предназначена для измерения температуры объекта и получении информации о выходе температуры разных точек объекта за границы уставок. Система централизованного контроля (СЦК) позволяет собирать и обрабатывать большое количество ...