f. Phương pháp đo vị trí tuyệt đối chu kỳ
3.2.4. Dụng cụ đo kiểu tương tự
Dụng cụ đo theo kiểu ghi dữ liệu tương tự được đặc trưng trong giá trị tín hiệu đo có thể được gán cho mỗi giá trị đo của khối dữ liệu một cách liên tục.
Trong trường hợp đơn giản nhất là sự thay đổi điện trở được sử dụng phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn điện sẽ gây ra một tín hiệu đo điện. Một trong những ứng dụng của phương pháp này là bộ triết áp được làm việc như các bộ chia điệp áp.
Các thiết bị đo sử dụng kiểu này (tuyến tính hoặc quay) chỉ được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt, ví dụ như đặt thiết bị này vào miền không nhẵn tức miền không được mài nhẵn thì khả năng chính xác của chúng bị hạn chế. Với thiết bị đo kiểu tuyến tính thường là không lớn hơn 1%.
Các thiết bị đo kiểu cảm ứng ngày càng sử dụng phổ biến khi đo vị trí theo kiểu phi tuyến và truyền động tuyến tính, ví dụ dùng trong các bộ giải góc roto (bộ biến đổi góc) và thước tỷ lệ cảm biến.
Bộ giải góc rôto (Synchro resolver): Gồm các hệ thống đo kiểu quay khi
này, đo góc sử dụng nguyên tắc đo cảm ứng để đo vị trí theo kiểu tuyệt đối chu kỳ, không trực tiếp. Chúng thường là các bộ chuyển đổi với một roto (kiểu cánh quạt) và stato (kiểu khung). Hình 3.14
Sơ đồ trên hình 3.14a chỉ ra có một pha đơn đượctạo ra từ một cuộn stator và roto. Sơ đồ này không có ý nghĩa thực tiễn cho nắm mặc dù điện áp đầu vào và đầu ra được truyền tải đầy đủ.
Khi điện áp xoay chiều đặt vào cuộn dây stator là u1 =U1sinωt thì đường sức từ sinh ra trong cuộn dây stato sẽ gây ra sự biến thiên điện áp hoặc với tần số tương tự nhau khi điện áp đặt vào u2 = (U1sinωt)cosα = U2 sinωt.
Cũng chỉ ra trên hình 3.14a mối quan hệ giữa thời gian với sự thay đổi biên độ được điều chỉnh theo sự thay đổi đổi của góc α từ cosα. Tóm lại những ảnh hưởng của vị trí góc tương ứng và điện áp biến thiên gây ra một bước dịch chuyển là 1800 ở điện áp 0 trong trường hợp này. Điều này cho chúng ta thấy mối quan hệ khăng khít giữa biên độ và góc.
Hình 3.14. Nguyên lý bộ giải góc đồng bộ a – Với một cuộn stato, b – Với hai cuộn stato
Trên hình 3.14b cho thấy bộ giải góc rôto với một cuộn roto một pha và một stato hai pha. Hai cuộn dây quấn của stato được cấp điện áp xoay chiều lệch pha nhau về điện một góc 900: U1sinα hoặc U1 cosα. Tần số phổ biến ở đây là 2.5 kHz
Khi có một điện áp cos và một điện áp sin được đặt vào các cuộn dây stator thì từ trường biến thiên hình thành, gây cảm ứng trong cuộn dây roto một điện áp U2. Độ lớn của nó phụ thuộc vào góc quay của cuộn dây rôto đối với véctơ từ trường.
u2 = (U1 cosα) sinωt + [(U1 cos(α +
2
π)] cosω
t = (U1 cosα) sinωt + (U1 sinα) cosωt = U1sin(ωt-α) 22°30'(16* 30°(12* Rụto Trục Khe hở khụng khớ S1 S2 S3 S4 R1 R3 Rụto Động Cố định trong vỏ
Cảm biến quay Biến ỏp quay
STATO STATO Mặt cắt A-B Ghộp nối stato cảm biến quay Biến ỏp quay-stato Cuộn dõy của biến ỏp quay Khe hở khụng khớ