Senzori si traductoare
Prof. dr. ing. Valer DOLGA,
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 2
Cuprins 3
Caracteristicile dinamice ale elementelor senzoriale
Circuite de masurare
TRADUCTOARE DE DEPLASARE
Introducere
Alegerea traductoarelor de deplasare
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 3
Caracteristici dinamice
• element de ordinul zero
)()( taxty
U0
R
x
)(tyU L
Traductorul
rezistiv de
deplasare
xSxL
UU 0
Elementele de ordinul zero: nu introduc întârziere în transferul informaţiei
dar modifică amplitudinea semnalului de intrare
S = sensibilitatea [V/mm]
• Ce inseamna “dinamic” din punct de vedere fenomenologic ?
• Ce inseamna “dinamic” din punct de vedere matematic ?
• Care este diferenta fata de “static” ?
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 4
Element de ordinul 1
)()()(
01 txtyadt
tdya
1
1
)(
)()(
01
s
S
asasX
sYsG
Functia de transfer:
][10 X
Y
UM
UM
aS - sensibilitatea
][0
1 sa
a - constanta de timp
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 5
τ
0.63
Raspunsul elementului
senzorial la semnal treapta
τ
Raspunsul elementului
senzorial la semnal rampa
Care este valoarea la momentele : t = 0 ; 1 ; 2 ; s
EX.:
7183.2e
t [s] 0 1 2 te 4 1004 ee
0183.05.54
114
414
eee 0003.0
958.2980
118
24
ee
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 6
Performanţele elementului senzorial în timpul procesului tranzitoriu
:
• constanta de timp – intervalul de timp după care valoarea de
ieşire atinge 0.63 din valoarea de regim stabilizat;
• timpul de întârziere (delay time) – timpul necesar semnalului
de ieşire pentru a atinge 50 % din valoarea de regim
sfuncţieitabilizat:
2ln50 tti• timpul de creştere (rise time) – timpul necesar semnalului de ieşire
pentru a creşte de la 10 % până la 90 % din valoarea de regim
stabilizat:
9ln1090 tttc
Traductoarele de temperatură, tahogeneratoarele (traductoare de
viteză unghiulară) sunt elemente senzoriale de ordinul întâi.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 7
Exemplu de calcul
Funcţia de transfer a unui senzor de temperatură este dată de relaţia:
]/[120
1040)( 0
6
CVs
sG
Se cere să se determine răspunsul elementului senzorial dacă este
introdus într-un vas cu apă aflată la 100 0C.
)05.0(
102100
120
1040)()()(
46
sssssINTRAREsGsU
tetu 05.04 11040)(
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 8
Traductor de viteza inductiv
Schema electrică a tahogeneratorului
de c.c.
eKU2
dt
diL + R)+R(i =e 2
ii2
Ri = u
dt
dk = k = e
22
ee
1+s
S = U 2
Ω [rad/s]
U [V]
Zonă de
insensibilitate
R+R
kR = u +
dt
du
R+R
L
i
e2
2
i
i
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 9
Elemente senzoriale de ordinul 2
)()()()(
012
2
2 txtyadt
tdya
dt
tyda
)()()(
2)( 2
02002
2
txktydt
tdy
dt
tyd
20
1
2 aa
a Coeficientul de amortizare
2
00
a
a Pulsatia de rezonanta
0
1
ak Sensibilitatea elementului
senzorial
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 10
200
2
20
2)(
ss
ksG
1
2
3
4
Răspunsul sistemului de ordinul 2 la un semnal treaptă unitară
( 1- ξ = 0; 2 – ξ = 0.1; 3 – ξ = 1; 4 – ξ = 2; ω=1)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 11
1
2
3
4
Răspunsul sistemului de ordinul 2 la un semnal rampă
unitară
( 1- ξ = 0; 2 – ξ = 0.1; 3 – ξ = 1; 4 – ξ = 2; ω=1)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 12
Sy%2 Sy
1
Ct
SCt
St
(yS – valoarea de regim stabilizat; σ – supracreşterea; tC – timpul de
creştere; tSC – timpul de supracreştere; tS – timpul de stabilizare).
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 13
20 12
Ct Timpul de crestere
20 1
SCt Timpul de atingere a valorii maxime
211
eyS Supracresterea
2
2
2
1
2
1
1
3
1
2_
e
ey
eyamortizarerap
S
S
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 14
0
4
St Durata de linistire
112
2
n Numarul de oscilatii pina la linistire
Probleme propuse:
• descrieti forma semnalului de iesire a unui element senzorial
cu factorul de amortizare egal cu:
a) 0;
b) 0.5;
c) 1;
d) 1.5.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 15
Un element senzorial are frecventa de rezonanta 100 Hz si coeficientul
de amortizare egal cu 0.6. Se cere sa se determine:
• supracresterea [%];
• timpul de crestere la o variatie brusca a semanlului de intrare;
• raportul de amortizare;
• durata de linistire;
• numarul de oscilatii pina la linistire;
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 16
Senzori pentru acceleratie
x
y
M
K
C
M – masa seismica
senzori pasivi (de ex. capacitiv) şi
senzori activi (de ex. piezoelectric).
M
Ks
M
CsKCsMs
M
sXs
sYsG
2
22
1
)(
)()(
accelerometru mecanic (inerţial); accelerometru electromecanic ;
accelerometru piezoelectric ; accelerometru piezorezistiv ; accelerometru
tensorezistiv ; accelerometru capacitiv, electrostatic ; micro-accelerometru,
nanoaccelerometru.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 17
TRADUCTOARE DE DEPLASARE / POZITIE
1. Introducere
• analogică - traductoarele resolver, inductosyn, rezistiv, capacitiv;
•numerică - traductoare în general optoelectronice.
Măsurarea numeric incrementală
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 18
Măsurarea numeric absolută
122020212120 01234 = + + + + cod binar
01100
•măsurare directă (MD)
•măsurare indirectă (MI)
Top Related