 |
А) Механические датчики скорости
|
|
|
|
· Датчик с вязким трением линейной скорости
Цилиндр с поршнем, в котором имеются отверстия с небольшим сечением. Входное воздействие оказывается на поршень. За счет вязкости среды поршень не может перемещаться мгновенно относительно цилиндра. Возникает сила, действующая на пружину и перемещающая движок потенциометра. Сила уравновешивается пружиной.
, 
где V – скорость,
g – коэффициент вязкости жидкости,
с – жесткость пружины,
DX – перемещение цилиндра.
В момент равновесия:
т.е. 
,
· Датчик индукционной связи угловой скорости
Магнит и диск расположены с зазором между ними. Входная величина – скорость вращения магнита. При вращении магнита наводится ЭДС, возникают токи Фуко, поле которых взаимодействует с постоянным полем магнита. При этом диск увлекается за магнитом. Возникает вращающий момент, который уравновешивается моментом пружины. Чем больше скорость вращения магнита, тем больше угол поворота диска. Угол поворота измеряется дифференциальным трансформаторным датчиком.
Центробежный датчик угловой скорости (регулятор Д.Уатта) (1785г.)
При вращении на грузы действуют центробежная сила, сжимающая пружину. Перемещение подвижной шайбы пропорционально скорости вращения.
Диоды обеспечивают однополупериодное выпрямление. При ω = 0 плунжер занимает среднее положение, ток через индикатор равен нулю. При ω ≠ 0, стрелка индикатора отклоняется.
Б) Электрические датчики частоты вращения
Тахогенератор постоянного тока
Постоянный магнит на статоре, а обмотка на роторе. Так как обмотка вращается, то нужна щеточная система для снятия постоянного напряжения через коллектор. Коллектор – это механический выпрямитель.
|
|
|
Асинхронный тахогенератор
На вертикально расположенную катушку подается напряжение. Магнитное пульсирующее поле первичной обмотки пересекает вторичную обмотку. Если ротор неподвижен, то UВЫХ= 
=0 В. При вращении ротора 
(алюминиевым стакан) в нем наводится ЭДС, возникают токи, которые создают свое магнитное поле. Магнитные поля статора и ротора взаимодействуют между собой и искажают общее поле тахогенератора, при этом магнитное поле тахогенератора пересекает вторичную обмотку, в ней наводится ЭДС= , где 
. Она тем больше, чем больше скорость вращения якоря.
Использование до (2 
6)103 об/мин
Синхронный тахогенератор
; 
Синхронный тахогенератор состоит из двух микромашин, которые обеспечивают дистанционное измерение угловой скорости.
При вращении ротора первой микромашины в статоре её индуцируется трехфазная ЭДС с частотой в три раза больше, чем измеряемая угловая скорость (р = 3), где р – число пар полюсов.
При протекании тока в статоре второй машины, в ней возникает вращающееся магнитное поле с частотой 3 
. В беличьей клетке ротора второй микромашины индуцируется ЭДС, в ней протекают токи, создающие электромагнитный момент, вызывающий разгон ротора до подсинхронной скорости. Наличие постоянных магнитов на роторе позволяет раскрутиться ротору второй микромашины до синхронной скорости, т.е. ротор будет вращаться с частотой поля статора этой микромашины и, соответственно, поля статора первой микромашины.
Ротор второй микромашины вращается свободно и необходим для уменьшения магнитного сопротивления магнитному потоку для создания необходимой индукции В в зазоре второй микромашины, где находится алюминиевый стакан, связанный с измерительной системой. Магнитные силовые линии поля статора, пересекая стакан, индуцируют в нем ЭДС, ток и соответствующий электромагнитный момент. Вращающий момент стакана уравновешивается моментом сопротивления спиральной пружины измерительной системы. В момент равновесия этих моментов стрелка измерительного прибора придет в состояние покоя. Наблюдатель может снять визуально отсчет по шкале прибора.
|
|
|
; 
; 
|
|
|
