Impulzussebesség-érzékelő, mikroáramkör - amatőr rádióáramkörök
Az impulzussebesség-érzékelő és a forgásirány a gépalkatrészek fordulatszámát és irányát egy elektromos jelre alakítja át az utólagos méréshez és az üzemi paraméterek kijelzéséhez. Az automatikus vezérlőrendszerek az érzékelőt a visszacsatoló hurokba foglalják. Az érzékelőből érkező információk szükségesek az ellenőrző jelek kialakításához a vezérlőrendszerekben és az automatizált tárgy mechanikai alkatrészeinek mozgásának paramétereinek stabilizálásához. Az ilyen érzékelő alkalmazása a szűkítők kimeneti tengelyének sebességét, a két vagy több szinkronmechanizmus forgásirányának meghatározását, a folyadék áramlási sebességének és sok más eszköznek a szabályozását teszi szükségessé. Az érzékelő csak három vezetéket használ, amelyek tápellátást biztosítanak, és frekvencia és forgásirány jelet továbbítanak az automatikus vezérlés rendszere számára. Az érzékelőt automatizálási rendszerekben használják gyártósorok, szállítórendszerek és egyéb automatikus vezérlőrendszerek számára.
Az érzékelő műszaki jellemzői
Mérett forgási sebesség .... 0,3 ... 3000 rpm
Működési hőmérséklet ............ -25 ... + 60 ° С
Tápfeszültség .................. .6,5 ... 18 Volt
A munka rövid leírása
Az érzékelő munkájának középpontjában a mozgás elektromos jelekké alakul át, amelyet a Hall-effektust használó komponens - a Honeywell SS526DT chip - hajt végre.
A chip tartalmaz két félvezető elemet, amelyek potenciális különbséget eredményeznek mágneses mező hatására. Ez lehetővé teszi a forgás sebességének és irányának meghatározását. Ezekről paraméterek jönnek a chip az érzékelő áramkör SS526DT a két megfelelő kimenetek digitális formában sebességének felel meg impulzusok kimeneti frekvencia Speed (több sebesség) iránya megfelel a logikai szinten kiadási Direction (Irány a továbbiakban).
A sebességérzékelő kialakítása és a forgásirány
A forgó mozgás érzékeli az érzékelő tengelyét a rögzített fogaskerék segítségével. A tengelyen van egy tárcsa, amelyben állandó mágnesek vannak felszerelve. A neodímiummágnesek (a legerősebb állandó mágnesek) használata lehetővé teszi, hogy kisszámú kis mágnest illesszenek a lemezre. A kis méretű neodímiummágnesek tulajdonsága, hogy megfelelő feszültségű mágneses mezőt hozzanak létre, optimálisan használják ezt a kialakítást. A mágnesek úgy vannak felszerelve, hogy a mágnesek pólusai váltakoznak, ami az SS526DT chip működéséhez szükséges. Az SS526DT belső áramkör, amely egy triggeret tartalmaz, meghatározza a mozgás irányát a mágneses mező polaritásának megváltozása miatt, amit állandó mágnesek hoznak létre. Minél több mágnes van a lemezre telepítve, annál nagyobb a diszkrétség, és ennek következtében a lassú mozgások regisztrálása, pl. Az érzékelő érzékenysége nagyobb lesz. Az SS526DT chip egy kis nyomtatott áramköri kártyára van szerelve, amelyhez vezetékek kapcsolódnak a fő érzékelő áramkörhöz, amelynek elemei egy második nagyobb áramköri lapon helyezkednek el. A mágnesek pólusainak elmozdítása az SS526DT chip forgatagában történik. Minden elem fém védőburkolatba van zárva.
Elektromos vázlatos rajz
A sebesség- és irányérzékelő kimenetétől olyan jelet küldünk, amely az impulzus frekvenciájával információt szolgáltat a forgási sebességről, és a forgásirányra vonatkozó információt az impulzusok polaritása továbbítja.
A bipoláris tápfeszültség forrásának az érzékelő áramkörben való megjelenése miatt egy 5 Voltos kimeneti jel negatív vagy pozitív polaritással járhat.
A sebesség-érzékelő és a forgásirány funkciói:
Az áramkör átalakítja a hall-érzékelő jelét a sebesség-érzékelő kimeneti jele és a forgásirány irányába, biztosítva ezzel a megfelelő áramterhelhetőséget. Az impulzusérzékelő kábellel való interferencia minimalizálása érdekében a jelvevők ellenállásának kicsinek kell lennie. Szükséges, hogy az érzékelő kimeneti áramja elegendő legyen a fogadó készülék számára annak érdekében, hogy csökkentse az átvitt információ torzításával járó interferencia hatását. Az érzékelő két vezetékkel működik. A harmadik vezetéket olyan jel továbbítására használják, amelynek polaritása a közös tápvezetékhez képest változik. A Hall szenzor egy olyan jelet generál, amely a K1 kapcsolót vezérlő forgásirányt hordozza. A jelszinttől függően a K1 kapcsoló pozitív vagy negatív feszültséget küld a K2 kapcsolóhoz. A Hall-érzékelő sebességének jelzése vezérli a K2 kapcsolót. Jelfrekvencia A K2 kapcsoló által létrehozott sebesség a fordulatszám-érzékelő lemezen elhelyezett mágnesek számának és a forgásiránynak a fele.
Az érzékelő és a vevő egyszerűsített ábrája:
A logikai elemek erősítik a Hall irányból érkező jel irányát. A logikai elemek szabályozzák az optocsatolók LED-jeit, amelyek közül az egyik lezár, és a másik a nyitásra. A jel alacsony logikai szintjén az optocsatoló LED-ek iránya nem világít. Továbbá, az érintkezők zárva optocsatolt dolgozik a nyílás a sebesség jelet kapcsolatok optocsatoló feszültség + 5 V egy beépített bipoláris impulzusos tápegység. A magas logikai szintű jel irányba át a LED-ek a optocsatolók szabályozására a polaritás a szenzor kimeneti sebesség és a forgásirány, az áthalad a jelenlegi az érintkezők helyzetét optocsatolók úgy, hogy a kimeneti feszültség a Fotokapcsoló csatlakozik a mínusz 5 voltot. Jel Az erősítő logikai elemen keresztüli sebességet a kimeneti optocsatolóba táplálják. A jel hatása alatt az érzékelő kimenetén a sebesség impulzusokkal érkezik, amelyek polaritását az Irányjel határozza meg. Az optocsatoló használata az érzékelő kimenetén lehetővé teszi a terhelési kapacitás növelését, ami lehetővé teszi a jel nagyobb árammal történő továbbítását a zajminőség növelése érdekében.
A fogadó készülék bemeneténél a frekvencia mérése előtt megfejtik a jelet. A vevõberendezés kettõs optocsatolója segítségével a forgási mozgás sebességével kapcsolatos információt hordozó jel az irányt követõ egyik vezetékre irányul. A vevőegység áramkörének frekvenciamérő áramköreire a "forgásirány fordulatszáma az óramutató járásával megegyező irányba" és a "forgásirány fordulatszámának az óramutató járásával ellentétes irányába" kerülnek. Attól függően, hogy a vezeték melyik jel jelenik meg, az áramkör felismeri az út irányát. A LED-ek bekapcsolásakor az ábra szerint csak egy optocsatoló fog működni, a bejövő jel sebesség / irányú impulzusainak polaritásától függően. A zajvédettség növelése érdekében a LED-ekkel párhuzamosan olyan ellenállásokat lehet csatlakoztatni, amelyek növelik a "Speed / Direction" vezeték által áthaladó áramot.
A sebességérzékelő és az elforgatás iránya:
A megfontolt üzemi sorrend a sebesség-érzékelő elektromos áramkörében és a forgásirányban valósul meg. A jel iránya a chip D kimenetéből származik, amely a Hall effektust használja, a DA2. A magas logikai szintű jel irányát alakítjuk az inverter részét képező DD1 chip alacsony terminálon 12. A LED VK1.2 optocsatoló képes működni magas logikai szinten jelenik meg terminális 10 DD1 chip. Ugyanakkor a VK1.1 optocsatoló LED-je gátolva van, mivel a LED anódjára alacsony logikai szintet alkalmaznak. Így, mivel a kapcsolat a logikai optocsatoló LED elem reakcióvázlatban bemutatott irányba jelkészleteket, amelyen keresztül a Optocsatolók majd át a jelet a kimenő 10 DD1 chip. A sebességjelet a DA2 chip S kimenetéről a DD1 chip frekvenciaváltó bemenetére táplálják. A DD1 chip 10. tüskéjéből érkező magas impulzusok hatására az R4 ellenállás és az optocsatoló LED VK1.2 áram átáramlik. Optocsatolók funkciók a következőképpen oszlik meg: VK1.1 optocsatoló egy jelet állít elő a pozitív polaritás 3 csap terminális XT1, optocsatoló VK1.2 - negatív. Az érzékelő áramkör tartalmaz egy tápegységet, amely az unipoláris tápfeszültséget egy bipoláris áramkörű tápegységbe alakítja át. Az érzékelőkörben lévő kondenzátorok kisimítják az interferenciát, csökkentve a kimeneti jelre gyakorolt hatásukat. Az R1, R2 ellenállások beállítják a pulzusérzékelő kimeneti áramát. A felekezetüket a vevõ bemeneti áramkörétõl függõen újra lehet definiálni. Az áramkör egy VK1 kettős optocsatolóval működik, amely lehetővé teszi a nyomtatott áramköri kártya területének csökkentését, és egy komponens használatával jeleket generál a sebesség és a forgásirány irányában.
A rádióösszetevők a rendszerben
Az impulzusérzékelő paraméterei nagymértékben meghatározzák az elektromos áramkör elemeit. A tápfeszültség azon tartománya, amelyen a fordulatszám-érzékelő és a forgásirány képes működni, határozza meg a DA1 feszültségátalakítót. A sebességmérés felső határa a VK1 optocsatoló sebességétől függ. A kondenzátorok veszteségkategóriás kombinációjának legalacsonyabb érintője a különböző típusú dielektrikumokkal A kondenzátorok területén a legújabb fejlesztések lehetővé teszik a legmagasabb eredmény elérését. Ha a kapacitás túlzottan megnövekedett, akkor fennáll a veszélye annak, hogy a DA1 feszültségátalakító túlterheli, amely áramellátás esetén áramvédelmet idéz elő, és az áramkör "nem mutatja az élet jeleit". A VK1 típus kiválasztásakor az optoelement bemenetére érkező impulzusok sebességét és frekvenciáját értékelik. A megfelelő VK1 kiválasztása csökkenti az érzékelő költségeit. A DD1 chip a legegyszerűbb áramerősítő, és helyettesíthető egy másik chiprel. A nyomtatott áramköri lapra való szerelésre szánt XT1 terminál cserélhető egy másik leválasztható csatlakozóelemrel.
C1 ... C3 kondenzátor EMR 47 μF 50 V f. Hitano
C4 ... C6 Kondenzátor SMD 0805 2,2 μF 16 V
DA1 feszültség átalakító TMR 3-1221WI f. Traco teljesítmény
DA2 Microchip SS526DT f. Honeywell
DD1 mikroáramkör KR1533LN1
R1, R2 Ellenállás 300 ohm ± 5%
R3, R4 Ellenállás 180 ohm ± 5%
VK1 Optorele 249KP10AR
XT1 terminál LMI 107 203 51
Az impulzusérzékelő módosítása a forgás sebességével kapcsolatban
Különböző alkalmazásokhoz szükséges a sebességváltozások különböző tartományainak mérése, a forgásirányváltás sebességének meghatározására vonatkozó követelmények. Lehetőség van egy érzékelő használatára 1 fordulat / perc sebességgel vagy annál kevesebb sebességgel. Ezeken a sebességeken meg kell növelni a lemezen lévő mágnesek számát, a legkisebb méretű mágneseket és csökkenteni kell a DA2 chip és a lemez sík közötti rést. Ha percenkénti 5000 vagy annál nagyobb fordulatszámot alkalmaz, a mágnesek száma csökkenthető. Ugyanakkor a maximális mért sebességet csak az érzékelő tervezési jellemzői korlátozzák. A mágnesek számának csökkenésével csökken az áramköri komponensek legnagyobb működési frekvenciája.