Описание компонентов УСО

1. Измерения «биений» вала выполняются при помощи бесконтактного вихретокового датчика линейных перемещений. Вихретоковый датчик (см. рис. 8.3) состоит из бесконтактного пробника, на конце которого в диэлектрической втулке размещается плоская катушка индуктивности. Электроника датчика, соединенная с катушкой коаксиальным кабелем, генерирует сигнал возбуждения электромагнитных колебаний в катушке. В результате, на поверхности контролируемого металлического объекта возникают вихревые токи, в свою очередь изменяющие активное и индуктивное сопротивление катушки, улавливаемое преобразователем.

Рис. 19. Вихретоковый датчик

Для измерений «биений» вала используется датчик со следующими техническими характеристиками: пределы измерения 0..5 мм; основная погрешность – 3%; полоса частот – до 2 КГц; унифицированный выходной сигнал 0..10В; питание – 24 В.

2. Измерение позиционирования каретки вдоль вала выполняется при помощи тросикового датчика Д2 линейных перемещений. Принцип действия (см. рис. 4.4): на барабан внутри датчика намотан в один слой измерительный тросик, при вытягивании которого барабан вращается, а потенциометрический измеритель преобразует угол поворота в электрический сигнал. Возврат тросика и намотка на барабан осуществляются с помощью спиральной возвратной пружины.

Рис. 20. Тросиковый датчик

Используется модель со следующими характеристиками: диапазон измерений – 0..6 м; унифицированный выходной сигнал 0..10В; разрешающая способность 2 мм; максимальная скорость вытягивания троса – 3 м/c; питание – 24 В.

3. Для перемещения каретки вдоль вала используется мотор-редуктор постоянного тока со следующими характеристиками: мощность - 70 Вт; питание – 24В; частота вращения ротора – до 2400 об/мин; передаточное число редуктора – 15; частота вращения вала – до 80 об/мин; возможен реверс. Широко распространены два метода внешнего управления оборотами электродвигателей (см. рис. 21):

• для мощных асинхронных двигателей переменного тока чаще применяется метод, использующий ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) – при этом частота вращения ротора пропорциональна ширине прямоугольных импульсов, подаваемых на управляющий вход со специального частотного преобразователя;

• для маломощных двигателей постоянного тока иногда применяется управление уровнем напряжения на управляющем входе.

Для управления рассмотренным выше мотор-редуктором используется специализированный контроллер второго типа (см. рис. 4.6).

Рис.21 . Исполнительный электродвигатель и его специализированный контроллер

4. Для ввода аналоговых сигналов с датчиков и для вывода управляющих аналоговых сигналов на контроллер двигателя применяется автономный модуль, подключаемый к ЭВМ по интерфейсу USB (см. рис. 2.10). Технические характеристики модуля:

• 8-канальный 12-битовый АЦП, максимальная частота опроса 10 КГц, унифицированные диапазоны входных сигналов 4..20 мА, 0..5В, 0..10В, ±2.5В, ±5В;

• 2-канальный 12-битовый ЦАП, максимальная частота вывода 150 Гц, унифицированный диапазон выходных сигналов – 0..5В;

• 24 канала цифрового ввода-вывода;

• 32-битовый таймер-счетчик с частотой пересчета 5 МГц.