Pöördemomendiandurite omadused ja tööpõhimõte

Pöördemomendiandurite omadused ja tööpõhimõte

 

Pöördemomendi andurid on kiiresti muutunud paljudes tööstusharudes oluliseks komponendiks, mis on kujunenud andurite perekonna asendamatuks osaks.

 

I. Pöördemomendiandurite omadused:

 

1. Mõõtmisvõime: need suudavad mõõta nii staatilist kui dünaamilist pöördemomenti, samuti nii statsionaarset kui ka pöörlevat pöördemomenti.

2. Suur täpsus ja stabiilsus: need pakuvad suurt tuvastamise täpsust ja head stabiilsust ning on loodud häirete vältimiseks.

3. Kompaktne ja kerge: need andurid on väikese suurusega, kerged ja neil on erinevad paigaldusstruktuurid, mistõttu on neid lihtne paigaldada ja kasutada. Nad saavad pidevalt mõõta positiivset ja negatiivset pöördemomenti, ilma et oleks vaja nullida.

4. Vastupidavus: ilma kuluvate osadeta, nagu juhtivad rõngad, võivad need töötada suurel kiirusel pikka aega.

5. Signaali otseväljund: andurid väljastavad kõrgsageduslikke signaale, mida arvutid saavad otse töödelda.

6. Suur ülekoormusvõime: nendes andurites kasutatav elastne element talub väga suuri ülekoormusi.

 

II. Pöördemomendi andurite mõõtmise põhimõte:

 

Mõõdetava elastse võlli külge on kinnitatud spetsiaalsed väändetensomõõturid, mis moodustavad deformatsioonisilla. Kui sellele sillale antakse toide, saab see mõõta elastse võlli elektrilist väändesignaali. Seda deformatsioonisignaali võimendatakse ja muundatakse rõhu/sageduse muundamise kaudu väändereaktsiooniga võrdeliseks sagedussignaaliks. Selle süsteemi energiasisendit ja signaali väljundit haldavad kaks spetsiaalsete rõngakujuliste trafode komplekti, mis hõlbustavad kontaktivaba energia ja signaali edastamist.

 

III. Pöördemomendi andurite ehituspõhimõte:

 

Põhiline pöördemomendi andur moodustatakse spetsiaalsete väändemõõteribade kinnitamisel spetsiaalse elastse võlli külge, luues muutuva elektrisilla. Võlli külge on kinnitatud järgmised komponendid:

1. Energiarõnga trafo sekundaarmähis,

2. Signaalirõnga trafo primaarmähis,

3. Trükkplaat võllil, mis sisaldab alaldus- ja stabiliseerimistoiteallikat, mõõteriistade võimendusahelat, V/F (pinge-sagedus) teisendusahelat ja signaali väljundahelat.

 

IV. Pöördemomendi andurite tööprotsess:

 

Andur on varustatud 15 V toiteallikaga. Magnetahelas olev kristallostsillaator genereerib 400 Hz ruutlainet, mida võimendab TDA2030 võimsusvõimendi, et tekitada vahelduvvoolu magnettoiteallikas. See võimsus edastatakse statsionaarselt primaarmähiselt pöörlevale sekundaarmähisele läbi energiaringi trafo T1. Saadud vahelduvvoolu toide alaldatakse ja filtreeritakse võllil oleva vooluringi abil, et saada 5 V alalisvoolu toiteallikas, mis annab toite töövõimendile AD822. Silla, võimendi ja V/F-muunduri toiteks kasutatakse ülitäpset 4,5 V alalisvoolu toiteallikat, mis on toodetud võrdlustoiteallika AD589 ja kahe operatiivvõimendi AD822 abil.

 

Kui elastne võll läbib väände, võimendatakse mõõtevõimendi AD620 poolt deformatsioonisilla poolt tuvastatud mV-taseme deformatsioonisignaali tugevaks signaaliks 1,5–1 V. Seejärel muundab see signaal V/F-muunduri LM131 abil sagedussignaaliks. Sagedussignaal edastatakse pöörlevalt primaarmähiselt statsionaarsele sekundaarmähisele läbi signaalirõnga trafo T2. Pärast anduri korpuses oleva signaalitöötlusahela filtreerimist ja kujundamist saadakse sagedussignaal, mis on võrdeline elastsele võllile rakendatava pöördemomendiga. Kuna liikuvate ja staatiliste rõngaste vahel on vaid mõne millimeetrine vahe ning osa anduri võllist on suletud metallkorpusesse, saavutatakse tõhus varjestus, mille tulemuseks on tugev häiretevastane võime.