Обзор и классификация датчиков угловых перемещений

В промежутке между излучающим элементом (светодиодом) и ЧЭ (фотоприемником или фоторезистором) располагается кодирующее устройство с неоднородной оптической структурой. Они имеют высокую метрологическую надёжность, они не стойки к воздействию внешних механических факторов из-за наличия стеклянных элементов. В конструкциях оптических преобразователей угловых перемещений имеются фотоприёмники и осветители с временной температурной нестабильностью вследствие чего они не приемлемы для работы в диапазоне температур от минус 50 оС до плюс 200 оС. , но новые возможности открываются при использовании когерентных источников излучения, голографии, лазерной техники, волоконной оптики и т.д. Вместе с тем фотоэлектрические АЦПП сложны и дороги, и требуется высокий уровень культуры производства, чтобы обеспечить массовый выпуск этих устройств.

В настоящее время разработаны гибридные интегральные датчики Холла, включающие в себя кроме микроминиатюрного усилителя и плёночную микросхему [2]. По разрешающей способности магнитомодуляционные преобразователях уступают только фотоэлектрическим. Ширина меток кодирующих устройств этих преобразователей может быть доведена до 10-12 мкм. Принцип действия электростатических (ёмкостных) АЦПП основан на использование измерения напряжённости электростатического поля плоского конденсатора при изменении зазора между пластинами. Ёмкостные преобразователи имеют низкую разрешающую способность и ряд специфических особенностей, ограничивающих их применение. В настоящее время разработано большое количество электромагнитных АЦПП, которые отличаются друг от друга, как по структуре построения, так и по методу обработки сигналов с ЧЭ.

Среди наиболее распространенных типов электромагнитных преобразователей следует назвать следующие:

ЭМ АЦПП с масочными шкалами;

индукционные, экранные АЦПП;

АЦПП с временной модуляции.

Принцип действия электромагнитных преобразователей с масочными шкалами основан на преобразовании линейного перемещения в код посредством пространственного кодирования.

По сравнению с преобразователями накапливающего типа масочные ЭМ АЦПП имеют ряд положительных качеств. К ним в первую очередь следует отнести независимость результата преобразования от предыдущего положения кодовой шкалы, отсутствии возможности накопления ошибок, независимость результата от пропадания напряжения питания и сравнительную простоту, выполнения электронной схемы, обусловленную тем, что логика преобразования заложена в кодовой маске. Среди недостатков следует, прежде всего, назвать низкую разрешающую способность (8-9 дв. разрядов) и значительную технологическую сложность изготовления кодовых масок.

Важное место в общей номенклатуре первичных преобразователей перемещений занимают электромагнитные, а именно взаимоиндуктивные (трансформаторные) преобразователи перемещений. Они отличаются такими достоинствами как высокая надёжность в жёстких условиях эксплуатации, относительно малый вес, широкий диапазон измеряемых перемещений, линейность функции преобразования, отсутствие гальванической связи между цепями питания и измерительными цепями, достаточно высокая точность измерений, простота в изготовлении и эксплуатации.

Другие стьтьи в тему

Разработка управляемого контролера на базе микропроцессорного комплекта серии КР580
Если всего лишь несколько десятков лет назад свойствами программируемости характеризовались только крупные блоки и узлы управляющих систем, то в настоящее время этими свойствами характеризуется интегральная база (микропроцессор, однокристальная микро-ЭВМ), что и обеспечивает ее широки ...

Радиопередатчик подвижной связи с угловой модуляцией
Формирование радиочастотных сигналов, имеющих заданные временные, спектральные и энергетические характеристики, их последующая передача по специальным направляющим электромагнитным системам или через свободное пространство к потребителю осуществляется с помощью радиопередающего ...