Измерители рассогласования ha потенциометрах
4.3. ИЗМЕРИТЕЛИ РАССОГЛАСОВАНИЯ HA ПОТЕНЦИОМЕТРАХ
Потенциометрические схемы предназначены для измерения линейного или углового рассогласования с преобразованием на постоянном или переменном токе. С этой целью используют потенциометры однооборотные с ограниченным (в пределах 350°) и неограниченным углами поворота, а также многооборотные.
Для дистанционного управления используют два потенциометра, кинематически связанных с задающей и исполнительной осями СП. Потенциометры электрически могут быть включены по мостовой (рис. 48, а) или трехпроводной (рис. 48, б) измерительной схеме. При согласованном положении задающей и исполнительной осей (? = ?) мост, образованный передающим RC и принимающим RE потенциометрами, уравновешен, и выходное напряжение U?, снимаемое с измерительной диагонали моста (со щеток), равно нулю. При перемещении щетки потенциометра RC на угол ?, а щетки потенциометра RE на угол ? = ? + ?, где ? — угол рассогласования (погрешность), мост выходит из равновесия, и на выходе схемы появляется сигнал, пропорциональный значению рассогласования.
Рис. 48. Потенциометрический ИР
Для СП применяют датчики угла поворота типа ПД, ПП, отличающиеся от ПД наличием концевых выключателей, ПТП, а также прецизионные ПЛ1-1, ПЛ1-2. Технические данные некоторых потенциометров приведены в табл. 1. Для расширения диапазона работы СП применяют круговые потенциометры типа ПК (двухщеточные) или ПКЗ (трехщеточные) с неограниченным вращением движка и тремя или четырьмя отводами.
Трехпроводная измерительная схема на потенциометрах с питанием через связанные с задающей осью СП подвижные контакты потенциометра-датчика RC показана на рис. 48, б. Благодаря равномерности намотки потенциометра диаграмма распределения потенциалов по секциям потенциометра RC симметрична (рис. 48, в), а положение максимума потенциала соответствует плюсу источника питания, если за точку с потенциалом, равным нулю, принят минус источника питания. Трехпроводная схема обеспечивает аналогичное распределение потенциалов и на потенциометре RE.
Очевидно, что снимаемое со щеток RE напряжение U? будет равно нулю только в том случае, если щетки потенциометров находятся в равнопотенциальных точках.
таблица 1
Технические данные потенциометров
| Параметр | пд, пп |
ПЛ1-1 |
ПЛ1-2 |
пк |
| Диапазон изменения рабочего угла ...° | 320 | 320 | 320 | Не ограничен |
| Сопротивление реостата, кОм | 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 3,15; 4 | 0,5; 0,75; 1,5; 2; 5; 7,5; 15 | I; 3; 10; 20 | 1,6 |
| Допустимая мощность рассеяния, Вт | 5 | 2 | — | — |
| Число витков обмотки на дуге Г | 1 ...3 | — | — | 2,63 |
| Необходимый вращающий момент, H·м х 104 | 20 | 25 | 40 | — |
При нагрузках, значительно превышающих сопротивление потенциометров, рассмотренные выше схемы ИР обеспечивают линейную зависимость выходного напряжения — сигнала рассогласования:
Статическая характеристика 1 в этом случае (режим холостого хода) является прямолинейной (рис. 48, г). Коэффициент преобразования, определяемый отношением напряжения рассогласования к углу рассогласования
таблица 2
Классы точности потенциометров
| Класс точности | Допустимое отклонение по линейности, ° | Точность воспроизведения функции, % | Примечание |
| 1 | — 0,25 | — 0,2 | Для особо точных систем |
| 2 | — 0,50 | — 0,5 | Для серийных систем |
| 3 | — 1,00 | — 1,0 |
/p>
Для нормального функционирования схемы необходимо, чтобы рабочие диапазоны передающего RC и принимающего RE потенциометров были равны
Погрешности потенциометрических ИР зависят от многих причин и их делят на статические и динамические погрешности.
1. Статическая погрешность складывается из методической и инструментальной составляющих. Методическая погрешность появляется при условии, что сопротивление нагрузки RН соизмеримо с сопротивлением потенциометров и оказывает шунтирующее действие. Для схемы, представленной на рис. 48, а, выходное напряжение в этом случае определяется соотношением
где ? — угловое положение щетки потенциометра RC; ? = RН/Rmax — коэффициент нагрузки; Rmax — максимальное сопротивление потенциометров.
Статическая характеристика (кривая 2 на рис, 48, г) носит нелинейный характер. Погрешность от несогласованности сопротивлений и нагрузки ?U растет с уменьшением ?.
Методическую погрешность можно уменьшить включением на выходе ИР элемента с высоким входным сопротивлением (эмиттерного повторителя или повторителя напряжения).
Статическая инструментальная погрешность обусловлена производственными допусками и конструктивными факторами: зазорами, неравномерностью намотки, ступенчатостью характеристики, зоной нечувствительности. По инструментальной погрешности назначаются классы точности потенциометров (табл. 2), Для получения необходимых характеристик в качестве датчика и приемника следует выбирать потенциометры одного класса точности.
2. Динамическая погрешность проявляется в виде шумов, возникающих за счет мгновенного нарушения контактов при переходе движка с витка на виток и при больших скоростях отработки управляющего воздействия.
Назад | Содержание
| Вперед