2. Đo vận tốc vòng quay bằng phương pháp Digital
2.2. Đo vận tốc vòng quay với nguyên tắc điện trở từ
71
Khi đĩa (bánh răng) 4 quay, khe từ 3 thay đổi khoảng cách làm từ trở của mạch từ cuộn dây 2 biến thiên tuần hoàn và sức điện động xuất hiện trong cuôn dây 2 tỷ lệ với tốc độ quay của đĩa, sức điện động này có biên độ E phụ thuộc vào:
- Khoảng cách khe từ
- Tốc độ quay của đĩa. Biên độ E càng lớn thì càng lớn.
Gọi: p: số răng trên đĩa, N: (vòng/s) Khi đó tần số xung: f= p.N (Hz) Dải tốc độ đo phụ thuộc vào p:
- p lớn , tần số biến thiên nhanh, sđđ cảm ứng lớn nên mở rông thang đo min.
- p nhỏ thì ngược lại, mở rộng thang đo max
2.2.2. Đo góc quay, vận tốc vòng quay bằng Encoder tuơng đối và tuyệt đối.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Tín hiệu số xuất ra
Các bộ nhận quang (photo-transistor) 1 hoặc nhiều bộ phát quang
(LED)
Track Đĩa code
Trục của encoder
Hình 10.15: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Encoder
Bao gồm một đĩa plastic hoặc thủy tinh quay giữa một/nhiều nguồn phát sáng (LED) và một/ nhiều photo-transistor nhận quang.
Đĩa được mã hóa với các phần hình quạt sáng và tối xen kẽ nhau để xung có thể được tạo ra khi đĩa quay.
Các loại Encoder.
Loại 1:Incremental Encoder:
- Xung xuất ra được đếm để cung cấp vị trí quay của encoder. Mỗi incremental step
sẽ xuất ra một xung tương ứng.
72
- Dùng 2 xung A và B để nhận biết chiều quay của encoder. Nếu xung A lên “1”
trước xung B, encoder đang quay chiều thuận và ngược lại.
- Xung Z lên “1” khi encoder đã quay giáp 1 vòng.
Hình 10.17:Nguyên lý hoạt động của Incremental Encoder
Loại 2:Absolute Encoder
- Absolute encoder (đĩa mã hóa tuyệt đối) gồm nhiều bộ nhận quang (có thể tối đa tới gần 20 track). Ứng với mỗi vị trí của encoder có một tín hiệu ra nhị phân vi sai để xác định chính xác vị trí trục của encoder.
- Với absolute encoder, thông tin về vị trí vẫn không thay đổi ngay cả khi tắt và bật nguồn encoder trở lại.
73
Một số lƣu ý khi chọn Encoder
- Loại Encoder cần sử dụng:
Hình 10.19: Một số loại encoder
- Encoder loại absolute hay incremental:
Incremental encoder
- Đo vị trí tương đối của encoder so
với vị trí cuối cùng
- Mất thông tin vị trí khi cúp điện
- Ứng dụng điển hình: Điều chỉnh tốc
độ, vị trí của băng chuyền
Absolute encoder:
- Xuất ra một số duy nhất tại mỗi vị
trí khi encoder quay
- Thông tin về vị trí không mất khi
cúp điện.
- Ứng dụng điển hình: Điều khiển
cánh tay robot
- Độ phân giải – Resolution (P/R):
10, 20, 30, 40, 50, 60, 100, 200, 300, 360, 400, 500, 600, 720, 800, 1000, 1024, 1200, 1500, 1800, 2000, 2048, 2500, 3600, 5000, 6000.
- Điện áp cấp cho encoder:
5 VDC, 5 12 VDC, 12 VDC, 5 24 VDC, 12 24 VDC
- Ngõ ra của encoder:
+ Incremental Encoder: A, B, Z, A, B, Z
+ Absolute Encoder: Binary, BCD, hay Gray code
- Cấu trúc cơ khí:
+ Chiều dài, đường kính trục:25, 40, 50, 55, hoặc 60
+ Khoảng cách và lỗ để gá encoder lên
+ Đường kính và chiều dài tổng thể của encoder - Các yếu tố môi trường ảnh hưởng:
+ Bụi, độ ẩm … + Shock, độ rung … + Nhiệt độ hoạt động
Một số ứng dụng của encoder:
- Đo chiều dài của vải sản xuất ra:
Encoder được gắn với một cái cốt, khi cốt quay thì encoder sẽ xuất ra xung tương ứng và ứng với số lượng xung nhận được ta d dàng biết được chiều dài của vật cần đo
74
Hình 10.20a: Ứng dụng của encoder
- Kiểm tra tốc độ các máy trộn, máy ly tâm
Hình 10.20b: Ứng dụng của encoder
Sử dụng kết hợp encoder với một bộ K3MA-F. Encoder gắn với phần quay cơ khí, khi encoder quay sẽ xuất ra tín hiệu xung và được đưa về bộ K3MA-F hiển thị tốc độ quay của máy trộn, máy ly tâm.
- Định vị cho máy cắt.
75
Encoder cho phép định vị ở một bước cắt nhất định cho dao cắt vật một cách chính xác
- Tính và hiển thị thời gian bánh ở trong lò nướng
Hình 10.20d: Ứng dụng của encoder
Encoder được dùng để giám sát tốc độ của dây chuyền, từ đó sẽ tính được thời gian bánh ở trong lò. Kết hợp một bộ K3 của Omron để hiển thị thời gian bánh ở trong lò.