T ống đo tuyệt đối kiểu số

Trong các hệ thống đo tuyệt đối kiểu số, mỗi một hệ thống này đã đo trớc giá trị gốc trên một mốc cố định và đợc gán cho mỗi phần đờng dịch chuyển. Các dữ liệu này đợc tạo ra từ một điểm chuẩn dựa trên một từ mã hóa nhận biết duy nhất. Điểm chuẩn đợc thiết lập sẵn. Độ lệch với điểm chuẩn có thể đợc tính theo cách trực tiếp hoặc có thể bổ xung bằng cách cộng vào vị trí đã đo một giá trị. Một bộ mã hóa tuyến tính (linear encoder) xử lý giống nh đo vật liệu trong các hệ thống đo vị trí tuyến tính và một bộ mã hóa quay (rotary encoder) đợc sử dụng trong các hệ thống đo kiểu quay. Các khả năng vật lý của quá trình đo là các số mã hóa và hình thức quét quang kiểu tơng tự, ứng với chúng dùng để tạo ra số gia trong hệ thống đo gia số. Thiết bị quét quang đợc sử dụng nhiều nhất trong trờng hợp này.

Tuy nhiên, có những vấn đề đặt ra khơng đợc rõ ràng trong q trình quét ảnh là số gia trong hệ thống này. Đó là do xảy ra sự thay đổi trạng thái một số trong rãnh ghi trên dữ liệu chuyển tiếp từ một đại lợng đã đo sang một trạng thái khác.

Để ngăn việc trên xảy ra ta có ba cách sau: 1. Cung cấp thêm cho rãnh ghi một mã khoá 2. Sử dụng qua mã khoá nữa

3. Sử dụng phơng pháp quét quang kép hoặc quét chữ V

Đối với cách 1: Ta thêm vào các rãnh các tín hiệu xung để đảm bảo rằng việc đọc giá trị đo chỉ đợc kích hoạt khi xác suất truyền đã đợc xác định rõ ràng trong tất cả các rãnh.

Đối với cách 2: Mã xám là một cấp mã khố tốt nhất. Nó có u điểm là chỉ có một tín hiệu thay đổi đợc đa ra khi chuyển tiếp từ vị trí này đến vị trí kế tiếp trên thớc tỷ lệ.

Đối với cách 3: Phơng pháp quét quang kép đợc sử dụng phù hợp trong viêc lập mã nhị phân trên thớc tỷ lệ, dẫn đến việc phản hồi lại các sai số bớc trên thớc tỷ lệ và bộ quét khi làm việc không hiệu quả.

Hai bộ quét mỗi bộ đợc gắn trong một rãnh mã hoá, mỗi một phần bắt nguồn từ phần chia rất nhỏ, một trong số chúng đợc sử dụng làm rãnh ghi gốc. u điểm của hệ thống đơi này đã giải thích cho mục đích sử dụng của nó, trên một rãnh ghi nào đó phát ra tính hiệu đơn L thì dải mốc phải sẽ ln đợc giới hạn trong rãnh kế tiếp. Nơi điểm gốc 0 đợc phát sinh trong rãnh ghi, thì dải mốc trái lại luôn đợc giới hạn trong rãnh ghi kế tiếp. Hai bộ quét luôn đợc đặt trong rãnh ghi kế sau và đợc thay đổi bề rộng bằng một nửa bề rộng bớc trên rãnh ghi trớc đó (hình 3.13). Điều này tạo ra một miền dung sai đủ lớn cho phép chuyển tiếp từ giá trị này tới một giá trị khác trên các rãnh ghi. Bộ quét sử dụng trong mỗi trờng hợp đợc lựa chọn từ các rãnh ghi trớc đó.

Hình 3.12. Thớc đo mã nhi phân cho bộ mã hóa tuyệt đối

Bộ quét chữ V (V-scanner) đợc sử dụng hữu ích hơn so với mã hóa Gray. Cha hẳn miền dung sai của rãnh ghi lớn hơn mà đa ra đợc giá trị cao hơn. Ưu điểm này khá quan trọng khi dùng trong các hệ thống đo kiểu quay với các bộ mã hóa (encoder) quay dịch chuyển theo dãy có dộ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của bộ dẫn động trung gian

Do tốn kém nhiều trong việc chế tạo, phơng pháp đo vị trí tuyệt đối kiểu số chỉ còn đợc ứng dụng trong một phạm vi hẹp.

3.2.4. Dụng cụ đo kiểu tơng tự

Dụng cụ đo theo kiểu ghi dữ liệu tơng tự đợc đặc trng trong giá trị tín hiệu đo có thể đợc gán cho mỗi giá trị đo của khối dữ liệu một cách liên tục.

Trong trờng hợp đơn giản nhất là sự thay đổi điện trở đợc 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 phơng pháp này là bộ triết áp đợc làm việc nh các bộ chia điệp áp.

Các thiết bị đo sử dụng kiểu này (tuyến tính hoặc quay) chỉ đợc sử dụng trong những trờng hợp đặc biệt, ví dụ nh đặt thiết bị này vào miền không nhẵn tức miền không đợc mài nhẵn thì khả năng chính xác của chúng bị hạn chế. Với thiết bị đo kiểu tuyến tính thờng là khơng 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 thớc tỷ lệ cảm biến.

Bộ

giải góc rôto (Sy n chro re s olve r ): 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 thờng 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 đợc tạo ra từ một cuộn stator và roto. Sơ đồ này khơng có ý nghĩa thực tiễn cho nắm mặc dù điện áp đầu vào và đầu ra đợc truyền tải đầy đủ.

Khi điện áp xoay chiều đặt vào cuộn dây stator là u1 =U1sint thì đờng sức từ sinh ra trong cuộn dây stato sẽ gây ra sự biến thiên điện áp hoặc với tần số tơng

tự nhau khi điện áp đặt vào u2 = (U1sint)cos〈 = U2 sint.

Cũng chỉ ra trên hình 3.14a mối quan hệ giữa thời gian với sự thay đổi biên

độ đợc điều chỉnh theo sự thay đổi đổi của góc 〈 từ cos〈. Tóm lại những ảnh h-

ởng của vị trí góc tơng ứng và điện áp biến thiên gây ra một bớc dịch chuyển là

1800 ở điện áp 0 trong trờng hợp này. Điều này cho chúng ta thấy mối quan hệ

khăng khít giữa biên độ và góc.

Hình 3.14. Ngun 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 rơto với một cuộn roto một pha và một stato hai pha. Hai cuộn dây quấn của stato đợc cấp điện áp xoay chiều lệch pha

nhau về điện một góc 900: U1sin〈 hoặc U1 cos〈. Tần số phổ biến ở đây là 2.5 kHz

Khi có một điện áp cos và một điện áp sin đợc đặt vào các cuộn dây stator thì từ trờng 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

trờng.

u2 = (U1 cos〈) sint + [(U1 cos(〈 + )] cost = (U1 cos〈) sint + (U1 sin〈) cost