Проектирование и расчет автоматизированных приводов

       

Измерители рассогласования ha потенциометрах


4.3. ИЗМЕРИТЕЛИ РАССОГЛАСОВАНИЯ HA ПОТЕНЦИОМЕТРАХ

Потенциометрические схемы предназначены для измерения линейного или углового рассогласования с преобразованием на постоянном или переменном токе. С этой целью используют потенциометры однооборотные с ограниченным (в пределах 350°) и неограниченным углами поворота, а также многооборотные.

Для дистанционного управления используют два потенциометра, кинематически связанных с задающей и исполнительной осями СП. Потенциометры электрически могут быть включены по мостовой (рис. 48, а) или трехпроводной (рис. 48, б) измерительной схеме. При согласованном положении задающей и исполнительной осей (? = ?) мост, образованный передающим RC и принимающим RE потенциометрами, уравновешен, и выходное напряжение U?, снимаемое с измерительной диагонали моста (со щеток), равно нулю. При перемещении щетки потенциометра RC на угол ?, а щетки потенциометра RE на угол ? = ? + ?, где ? — угол рассогласования (погрешность), мост выходит из равновесия, и на выходе схемы появляется сигнал, пропорциональный значению рассогласования.

Измерители рассогласования ha потенциометрах

Рис. 48. Потенциометрический ИР

Для СП применяют датчики угла поворота типа ПД, ПП, отличающиеся от ПД наличием концевых выключателей, ПТП, а также прецизионные ПЛ1-1, ПЛ1-2. Технические данные некоторых потенциометров приведены в табл. 1. Для расширения диапазона работы СП применяют круговые потенциометры типа ПК (двухщеточные) или ПКЗ (трехщеточные) с неограниченным вращением движка и тремя или четырьмя отводами.

Трехпроводная измерительная схема на потенциометрах с питанием через связанные с задающей осью СП подвижные контакты потенциометра-датчика RC показана на рис. 48, б. Благодаря равномерности намотки потенциометра диаграмма распределения потенциалов по секциям потенциометра RC симметрична (рис. 48, в), а положение максимума потенциала соответствует плюсу источника питания, если за точку с потенциалом, равным нулю, принят минус источника питания. Трехпроводная схема обеспечивает аналогичное распределение потенциалов и на потенциометре RE.


Очевидно, что снимаемое со щеток RE напряжение U? будет равно нулю только в том случае, если щетки потенциометров находятся в равнопотенциальных точках.

таблица 1



Технические данные потенциометров



Параметр пд, пп ПЛ1-1

ПЛ1-2 пк

Диапазон изменения рабочего угла ...° 320 320 320 Не ограничен
Сопротивление реостата, кОм 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 3,15; 4 0,5; 0,75; 1,5; 2; 5; 7,5; 15 I; 3; 10; 20 1,6
Допустимая мощность рассеяния, Вт 5 2
Число витков обмотки на дуге Г 1 ...3 2,63
Необходимый вращающий момент, H·м х 104 20 25 40
Как видно из указанных диаграмм, это условие выполняется при взаимно перпендикулярном положении щеток потенциометров RC и RE. Это положение, являющееся положением согласования потенциометров, достигается при настройке схемы разворотом щеток потенциометра RE на угол 90° по отношению к щеткам потенциометра RC. При отсутствии рассогласования щетки потенциометров RC и RE перпендикулярны и U? = 0. При повороте задающей оси (при появлении сигнала рассогласования) механическое перемещение щеток RC вызывает вращение обеих потенциальных диаграмм. Неподвижные щетки RE окажутся в точках с разными потенциалами и с них снимается напряжение сигнала рассогласования.

При нагрузках, значительно превышающих сопротивление потенциометров, рассмотренные выше схемы ИР обеспечивают линейную зависимость выходного напряжения — сигнала рассогласования:

Измерители рассогласования ha потенциометрах


Статическая характеристика 1 в этом случае (режим холостого хода) является прямолинейной (рис. 48, г). Коэффициент преобразования, определяемый отношением напряжения рассогласования к углу рассогласования
Измерители рассогласования ha потенциометрах
, зависит от подведенного к схеме напряжения питания UП и рабочего диапазона потенциометра ?max.

таблица 2



Классы точности потенциометров



Класс точности Допустимое отклонение по линейности, ° Точность воспроизведения функции, % Примечание
1 — 0,25 — 0,2 Для особо точных систем
2 — 0,50 — 0,5 Для серийных систем
3 — 1,00 — 1,0
<



/p>

Для нормального функционирования схемы необходимо, чтобы рабочие диапазоны передающего RC и принимающего RE потенциометров были равны
Измерители рассогласования ha потенциометрах
.

Погрешности потенциометрических ИР зависят от многих причин и их делят на статические и динамические погрешности.

1. Статическая погрешность складывается из методической и инструментальной составляющих. Методическая погрешность появляется при условии, что сопротивление нагрузки RН соизмеримо с сопротивлением потенциометров и оказывает шунтирующее действие. Для схемы, представленной на рис. 48, а, выходное напряжение в этом случае определяется соотношением

Измерители рассогласования ha потенциометрах


где ? — угловое положение щетки потенциометра RC; ? = RН/Rmax — коэффициент нагрузки; Rmax — максимальное сопротивление потенциометров.

Статическая характеристика (кривая 2 на рис, 48, г) носит нелинейный характер. Погрешность от несогласованности сопротивлений и нагрузки ?U растет с уменьшением ?.

Методическую погрешность можно уменьшить включением на выходе ИР элемента с высоким входным сопротивлением (эмиттерного повторителя или повторителя напряжения).

Статическая инструментальная погрешность обусловлена производственными допусками и конструктивными факторами: зазорами, неравномерностью намотки, ступенчатостью характеристики, зоной нечувствительности. По инструментальной погрешности назначаются классы точности потенциометров (табл. 2), Для получения необходимых характеристик в качестве датчика и приемника следует выбирать потенциометры одного класса точности.

2. Динамическая погрешность проявляется в виде шумов, возникающих за счет мгновенного нарушения контактов при переходе движка с витка на виток и при больших скоростях отработки управляющего воздействия.

Назад | Содержание

| Вперед


Содержание раздела