Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?

Научные направления

Поделиться:
Разделы: Электротехника
Размещена 03.11.2017. Последняя правка: 02.11.2017.
Просмотров - 1844

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВАЛА ПРИ ПОМОЩИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

Третьяков Алексей Вячеславович

Магистрант

Кыргызско-Российский Славянский Университет

Студент

Муслимов Аннас Поясович, профессор, Кыргызско-Российский Славянский Университет


Аннотация:
Данная статья посвящена проблеме измерения угловой скорости. Предложен датчик измерения ее, который позволяет дать высокие показатели в быстродействие и надежность при контроле во время вращения.


Abstract:
This article is devoted to the problem of measuring angular velocity. The sensor of its measurement is proposed, which allows to give high parameters in speed and reliability during control during rotation.


Ключевые слова:
угловая скорость; фотоэлектрический датчик; гидроэлектростанции.

Keywords:
angular velocity; photoelectric sensor; hydroelectric power stations.


УДК 62-94

Для измерения угловой скорости используют много датчик построенные на основе различных методов (магнитный, тензометрический, фотоэлектрический, индукционный и т.д.). За основу своего датчика был взят фотоэлектрический метод.

Фотоэлектрические датчики применяются во многих отраслях промышленности. Они используются как бесконтактные выключатели для подсчета, обнаружения, позиционирования и других технологических задач любой сложности.

Фотоэлектрический бесконтактный датчик, определяет изменение потока света в контролируемой области, связанное с изменением положения в пространстве каких-либо движущихся частей, отсутствия или присутствия объектов, а также скорость вращения деталей контроля. Благодаря достаточно большим расстояниям срабатывания фотоэлектрический бесконтактные датчики нашли значительное применение в промышленности и не только. Достоинства этого метода — простота контроля, несложное оборудование и сравнительно небольшая цена. [1]

Фотоэлектрический бесконтактный датчик может быть изготовлен из 1-го или 2-х блоков - источника излучения и приемника этого излучения.

Источник    излучения:
1. Генератор электрических импульсов который поступают на излучатель;
2. Излучатель светодиод создающий излучение;

Приемник:

1. Фотоприемник - воспринимающий излучение и преобразующий его в электрический сигнал;
2. Усилитель увеличивает амплитуду выходного сигнала до необходимого значения;
4. Корпус обеспечивает защиту от влаги, пыли и механических воздействий. [2]

В фотоэлектрическом бесконтактном датчике будет использована схема усилителя фотоприёмника (рисунок 1).


Рисунок 1.

Рисунок 1. Схема подключения ФД к усилителю

В данной схеме возможно использование требуемого по величине сопротивления нагрузки R1 фотодетектора для сохранения полосы пропускания усилительного каскада и не прибегать к введению ВЧ коррекции. Недостатком такого решения является шум создаваемый сопротивлением обратной связи R2  и вносящий свои помехи.

Фотоизлучатель будет реализован по схеме, изображенной ниже (рисунок 2) включающий супер люминесцентный светоизлучающий диод. Спектр излучения супер люминесцентных СИД сплошной, так же, как и у поверхностных, однако значительно уже (3...5 нм). Диаграмма направленности излучения более узкая, чем у поверхностных СИД. Эффективность супер люминесцентных СИД выше, чем у поверхностных. Мощность излучения лежит в пределах 1...10 мВт. [3]

Рисунок 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема передающего оптического модуля со светоизлучающим диодом

На сам контролируемый объект будет нанесена фотоотражающяя полоса, которая будет являться засечкой для измерения скорости вращения вала.

Для уменьшения влияния вибрации и биение вала, предложено увеличения ширины фотоотражающей полосы по сравнению с величиной светового потока.Ниже представлена принципиальная схема системы контроля (рисунок 3).





Рисунок 3.
Рисунок 3. Принципиальная блок-схема разрабатываемого фотоэлектрического датчика

 

Где:

  1. Задающее устройство;
  2. Сумматор;
  3. Усилитель сигнала;
  4. Регулятор подачи напора жидкости;
  5. Объект контроля;
  6. Фотоэлектрический бесконтактный датчик.

Как видно из рисунка выше c задающего устройства подается сигнал U0, который идет в сумматор, где посредством разности сигнала с фотоэлектрического датчика и задающего устройства находится их разность U=U0-Uд. Этот сигнал U поступает на усилитель и уже усиленный до требуемого значения Uу отправляется в регулятор подачи напора жидкости. Регулятор подачи жидкости — это механическое устройство, которое представляет из себя две металлические пластины поднимающиеся вертикально вверх и создающие искусственную преграду (пороги) для жидкости. Подача жидкости Q приходит в заданную норму и обороты ω вращения ротора также. Датчик регистрирует это изменение Uд и его сигнал переходит обратно в сумматор.

Данная система обладает высокими показателями быстродействия и чувствительности к внешним воздействиям, а также достаточна проста и экономична в сравнении с такими-же системами, построенными на тензорезистивных методах измерения. Применение ее обеспечит выполнение заданных нормативов надежности и безопасности.

Библиографический список:

1. Густав Олссон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления СПб.: Невский Диалект, 2001
2. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. - М.: Издательство стандартов, 2001.
3. Станционные системы автоматики и телемеханики. Под редакцией В.В. Сапожникова. Москва "Транспорт",1997.




Рецензии:

3.11.2017, 9:54 Голик Феликс Валентинович
Рецензия: Представленный в качестве научной статьи материал - это просто фрагмент курсового проекта по одной из дисциплин направления "Радиоэлектроника". Научная новизна отсутствует. Полагаю, что нет основания для публикации в журнале.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 
▲
Вверх