Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Эффективность управления различными агрегатами, машинами, механизмами, автоматизация различных технологических процессов, требуют многочисленных измерений разнообразных физических величин.

Применение различных датчиков для контроля работы механизмов находит все более широкое применение. Предпосылки развития данных устройств является лучший контроль обеспечит лучшее качество продукции.

В современном оборудовании контролируется широкий ряд параметров: температура в различных составяющих оборудования, зазоры механических передач, усилия и упругие моменты в механизмах, износ оборудования и многое многое другое.

В данной работе мною будет рассмотрено несколько видов из принятой классификации датчиков путевого контроля, их принцип действия и область применения. А именно кодовые датчики путевого контроля, генераторные датчики путевого контроля, путевые и конечные переключатели.



1.Классификация датчиков, основные требования к ним

Датчики (в литературе часто называемые также измерительными преобразователями), или по-другому, сенсоры являются элементами многих систем автоматики - с их помощью получают информацию о параметрах контролируемой системы или устройства.

Датчик - это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. Или проще, датчик - это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

Используемые датчики весьма разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам:

В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают: датчики механических перемещений (линейных и угловых), пневматические, электрические, расходомеры, датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и др.

По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают неэлектрические и электрические: датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения), датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:

- электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью;

- электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;

- они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

По физическому явлению, на котором основана работа чувствительного элемента. В зависимости от принципа преобразования датчики делятся на две группы:

а) параметрические или пассивные датчики, в которых изменение контролируемой величины Х сопровождается изменением сопротивления датчика (активного, индуктивного, емкостного). При этом наличие постороннего источника энергии является обязательным условием работы параметрического датчика.

б) генераторные или активные датчики, в которых изменение контролируемой величины Х сопровождается изменением ЭДС на выходе датчика, возникновение ЭДС может происходить за счет термоэлектричества, пьезоэффекта и т.д.

Таблица Классификация датчиков.

Параметрические	Генераторные
Потенциометрические (R - V) Тензорезистивные (R - V) Индуктивные (L - V) Емкостные (1/C - V) Фотоэлектрические (F- V) Кодовые	Термоэлектронные (T - V) Пьезоэлектрические (P - V) Индукционные( L - V) Трансформаторные (В - V) Фотоэлектрические (F- V) Радиационные

Датчики осуществляют первичное преобразование физико-химической величины, как правило, в какой-либо электрический параметр: напряжение, ток, сопротивление, емкость, индуктивность. Поэтому датчики еще называют первичными преобразователями. Дальнейшее измерение электрических параметров осуществляется хорошо известными стандартными методами.

Различают три класса датчиков:

- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины; - цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово; - бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.

Требования, предъявляемые к датчикам: однозначная зависимость выходной величины от входной; стабильность характеристик во времени; высокая чувствительность; малые размеры и масса; отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр; работа при различных условиях эксплуатации; различные варианты монтажа.



2. Кодовый датчик

Кодовые датчики относятся к датчикам положения дискретного типа.

Кодовый датчик содержит диск на котором нанесен двоичный код, считываемый фотоэлектрическим устройством.

Кодовый датчик - измеритель положения для следящих роботов; выдает информацию о перемещении в дискретной форме; работает в абсолютном режиме; измеряемое перемещение разлагает на кванты, значение которых определяется его разрешающей способностью.

Кодовый датчик выдает в каждый момент времени полную информацию об измеряемом угловом перемещении, предназначен для измерения угловых перемещений, содержит один или несколько кодовых дисков 4, вращающихся вместе с объектом измерения, и в большинстве случаев фотоэлектрическое считывающее устройство, состоящее из светодиода 5, диафрагмы 3, фототранзистора 2 и усилителя 1. На дисках имеются отверстия, сделанные в соответствии с некоторым кодом, например, двоичным. кодовый датчик индукционный

Рис. 1 Кодовый датчик

Таким образом кодовый датчик в каждый момент времени выдает кодированный сигнал, содержащий информацию об угле поворота объекта, который после соответствующего усиления поступает на систему декодирования. Измерительная система робота, построенная на основе кодового датчика, может оказаться громоздкой и очень дорогой, поэтому в роботах также применяют инкрементальные датчики, работающие по приращениям.

Кодовые датчики, так же как и импульсные, относятся к датчикам обратной связи по положению. Поэтому их следует устанавливать в конце кинематической цепи исполнительного органа, что позволяет корректировать все ошибки механической части, включая мертвый ход, люфты, упругие деформации. Привод датчиков не должен иметь люфтов.

Кодовые датчики используют систему дискретных сигналов, однозначно соответствующих тому или иному положению подвижного узла станка. В большинстве случаев их применяют в системах путевого контроля, не требующих особо высокой точности. Типичным примером датчиков этого типа является контактный кодовый преобразователь КП-3, разработанный в ЭНИМС и выпускаемый заводом Калибр. При движениях с большими скоростями применяют кодовые фотоэлектрические датчики, также использующие несколько разрядов, но обеспечивающие бесконтактное считывание.

2.1 Кодовые оптические датчики положения

Рассмотренные ранее датчики формируют выходной сигнал в виде последовательности импульсов. Однако в большинстве случаев ДПП являются элементами цифровых систем управления, что требует преобразования выходного сигнала в цифровую форму. Именно такой сигнал формируется в кодовых фотоэлектрических датчиках (КОДП). Оптические системы КОДП и РОДП построены похожим образом, а кодирующая шкала КОДП представляет собой стеклянное основание с нанесенной на ней кодовой маской. Маска выполнена в виде нескольких (обычно до 20) дорожек с прозрачными и непрозрачными сегментами. Количество дорожек, как правило, определяет разрядность выходного двоичного кода. В момент съема информации луч, проходя через прозрачные сегменты кодовых дорожек шкалы и ограничивающую щелевую диафрагму, освещает фотоприемники (фотодиодные линейки) (рис. 2).

Рис. 2. Вид кодовой маски.

Отсутствие сигнала с фотоприемника соответствует двоичному нулю, наличие - двоичной единице. В результате каждому перемещению соответствует определенная комбинация двоичных единиц и нулей, являющаяся его цифровым кодом.

Вид конструктивной схемы КОДП определяется, главным образом, числом разрядов шкалы и способом кодирования и считывания. В КОДП, наиболее часто используются две схемы: КОДП с прямым двоичным кодом и КОДП с кодом Грея.

Шкалы с прямым двоичным кодом представляют собой оптические рейки или диски, разделенные на равновеликие площадки - полосы для реек и сектора - для дисков, на которых записаны бинарные слова, соответствующие прямому двоичному коду. Число площадок N определяет разрешающую способность КОДП: a = L/N или a = 3600/N . (Здесь L - длина рейки).



Рис. 3. Шкала с прямым двоичным кодом.

Несмотря на простоту кодирования и считывания шкалам с обычным двоичным кодом присущ крупный недостаток, связанный с появлением ложных кодов. Эта особенность обусловлена невозможностью изготовления идеальных шкал и проявляется во время движения шкалы, в момент изменения «1» на «0» или «0» на «1» одновременно в нескольких разрядах. Так, при изменении кода 7 на 8, т.е. 0111 на 1000 происходит замена значений сразу в четырех разрядах. Если же, случайно (из-за погрешностей шкалы), например, во 2 разряде, не происходит изменение «1» на «0», тогда вместо значения «8» будет считано «10» (1010). Существенно, что величина ошибки превышает цену деления шкалы, равную одному младшему значащему разряду (МЗР). Вероятность возникновения неоднозначности считывания информации в КОДП особенно велика при высоких скоростях движения шкалы.

Для устранения неоднозначности считывания применяются специальные методы считывания и специальные коды. Большинство выпускаемых промышленно КОДП используют код Грея, при котором ошибка считывания не превышает величины МЗР, независимо от того, в каком из разрядов произошла ошибка. Недостатком датчиков, использующих шкалы с кодом Грея, является необходимость последующей дешифрации кодов Грея в стандартный двоичный код.

Для преобразования числа из двоичного кода в код Грея используют выражение:

gk = bk+1 bk (mod 2),

где число в двоичном коде, представлено, как B = bn bn-1 ... b2 b1 , а в коде Грея как G = gn gn-1 ... g2 g1.

Рис. 4. Шкала с кодом Грея.

Промышленно выпускаются одношкальные и двухшкальные КОДП. Самые современные датчики первого типа имеют 12 … 16 разрядную шкалу, двухшкальные КОДП содержат две 7… 9 разрядных шкалы. И та и другая схемы позволяют получить 16 разрядный двоичный код и гарантировать разрешающую способность до 20 ".

Некоторые модели КОДП представлены в табл.. 5.

Таблица 2. Примеры промышленных КОДП

Модель	n, разряд	K , шкал	N, об	a, `	, об/мин	, мм	l, мм	m, кг
ППК-15	15	2	16	10,5	900	50	160	0,8
ROC 717	17	1	0,2	0,6
TSI-200	20	2	0,5	70	75	0,4

В настоящее время все самые современные системы измерения перемещений строятся на основе КОДП. Их достоинства связаны с возможностью непосредственного получения двоичного кода и высокой точностью измерений. Недостатки этих датчиков обусловлены технологической сложностью и высокой стоимостью, а также значительными габаритами.



3. Генераторные датчики

Генераторные или активные датчики, в которых изменение контролируемой величины Х сопровождается изменением ЭДС на выходе датчика, возникновение ЭДС может происходить за счет термоэлектричества, пьезоэффекта и т.д.

Генераторные датчики не требуют дополнительного источника энергии, поэтому мощность выходного сигнала всегда меньше мощности входного сигнала.

По физическому принципу преобразования различают датчики индукционные, термоэлектрические, пироэлектрические, пьезоэлектрические, и многие другие.

3.1 Термоэлектронный преобразователь (термопара)

Если два разных металла соединить концами и поместить места их спаев в среды с разными температурами, то в контуре из этих проводников возникает ЭДС (термоЭДС). Это эффект Зеебека.

Цепь, составленная из двух разнородных металлов, называется термопарой, а ЭДС, возникающая при нагреве спая называется термоэлектродвижущей силой. Проводники - это термоэлектроды, стыки - спай. Спай температура которого, поддерживается постоянной, называется холодным, а спай, соприкасающийся с измеряемой средой, - горячим. По величине термоЭДС можно судить о разности температур

При этом если известна температура холодного спая , то можно определить температуру горячего спая :



Рисунок 5. Термопара.

В табл.3 приведены наиболее широко используемые термопары (ГОСТ 6616-84) и их основные характеристики (ГОСТ 3044-84). Маркировка ХА, ХК, ПП, ПР,ВР; на Западе - А, S, K, N, H.

Таблица 3

Тип термопары	Материал термоэлектродов	Обозначение градуировки	Диапазон измерения при длительном измерении, 0С
ТХК ТХА ТПП ТВР	Хромель-копель Хромель-алюмель Платинородий (10%) - платина Вольфрамрений (5%) - вольфрамрений (20%)	ХК (L) ХА (К) ПП (S) ВР (А)	-200…+600 -200…+1000 0…+1300 0…2200

Чувствительность термопар различна и лежит в диапазоне от 10 мкВ/0C (ПП) до 70 мкВ/0C(ХК). Напряжение до 100мВ называется малым. Малые напряжения требуют специальных схем подключения усиления и коррекции (не взрывоопасны).

Передаточная функция термопары:

Достоинства: большой диапазон, стабильность, надежность.

Недостатки: табличная градуировка, слабый сигнал и низкая чувствительность, большая инерционность, необходимость фиксации температуры холодного спая.

3.2. Трансформаторные датчики

Это - датчики генераторного типа. Принцип действия трансформаторных датчиков основан на изменении индуктивности катушек при перемещении якоря.

Особенность трансформаторных датчиков - отсутствует электрическая связь между цепью питания (возбуждение) и измерительной цепью, это позволяет получить любое напряжение на выходе нагрузки независимо от величины напряжения источника питания.

Наибольшее распространение получили дифференциальные трансформаторные датчики (ДТД), представляющие собой 2 трансформатора с общим подвижным якорем. Рис.6.

Рис. 6- Дифференциальный трансформаторный датчик.

При симметричном положении якоря в выходной обмотке от обмоток Т1 и Т2 наводятся одинаковые и противоположные по знаку ЭДС.

При смещении якоря от нейтрального положения ЭДС от одной из обмоток, увеличивается, а другой уменьшается, на выходе создается разностная ЭДС, фаза которой зависит от направления смещения.



3.2.1 Магнитоупругие датчики

Принцип действия магнитоупругого датчика основан на явлении изменения магнитной проницаемости ферромагнитных материалов в зависимости от величины механических напряжений, возникающих в них. Если к сердечнику приложить сжимающее, растягивающие, изгибающие, скручивающие усилия, то под действия этих усилий произойдет изменение магнитной проницаемости м- сердечника, что вызывает изменение магнитного сопротивления Rм сердечника, при этом изменяется индуктивность катушки, помещенной на сердечник и ее полное сопротивление.

Магнитоупругих датчики могут быть индуктивными, трансформаторными и индукционными, т.е. в качестве выходной величины могут быть изменения индуктивности и взаимоиндуктивности и выполняются как из сплошного материала, так и из наборных сердечников. Эти датчики имеют высокую чувствительность, но необходимо компенсировать температурную погрешность и погрешности из-за гистерезиса.

3.3 Индукционные датчики

Индукционными датчиками обычно являются электрические машины, работающие в генераторном режиме. Есть электрические машины специального исполнения: сельсины, синусно-косинусные трансформаторы (ВТ); они будут рассмотрены ниже. Есть специальные датчики: резольверы и индуктосины.

Индуктосин представляет собой машину, состоящую из двух изоляционных дисков, на смежных поверхностях которых нанесены печатные обмотки. Последние представляют токоведущие пластины, соединенные поочередно то у центра, то у периферии. Разумеется, число таких пластин должно быть четным (рис. 7).

Рис. 7. Индуктосин.

Диски расположены соосно параллельно и могут поворачиваться друг относительно друга. Магнитопровода индуктосин не имеет. Зазор между дисками весьма мал - 0, 1 мм. Синусоидальную зависимость взаимной индуктивности между статором и ротором достигают путем выбора определенного соотношения ширины проводника к полюсному делению, скоса проводников, сокращения шага обмотки. Частота напряжения питания индуктосина 10ч100 кГц. Однако, не смотря на небольшой зазор, коэффициент передачи напряжения составляет всего 0, 005ч0, 01. Тем не менее, при питании обмотки статора переменным током в роторе индуцируется ЭДС, величина которой является функцией угла поворота ротора. Погрешность синхронно-следящей системы с индуктосином очень маленькая - несколько угловых секунд. Вытесняются цифровыми датчиками (энкодерами).

Индукционные датчики очень широко применяются как элементы автомобильной автоматики. На их основе были созданы различные приборы - от самых простых, регистрирующих линейные перемещения, до сложных, таких как системы зажигания с цифровым управлением, системы впрыска топлива, антиблокировочные системы управления тормозами и т.п.

В простейшем случае датчик состоит из катушки с обмоткой, сердечника из магнитомягкого железа и магнита. Эти три компонента составляют статор датчика. Со статором взаимодействует ротор в виде зубчатого диска или зубчатой рейки с количеством зубцов, определяемым условиями применения датчика (рис.8).

При вращении ротора, в обмотке статора возникает переменное напряжение.Когда один из зубцов ротора приближается к обмотке, напряжение в ней быстро возрастает и, при совпадении со средней линией обмотки, достигает максимума, затем, при удалении зуба, быстро меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до максимума.

Рис. 8. Индукционный датчик оборотов.

На приводимом графике (рис.9) отчетливо видна большая крутизна изменения напряжения, поэтому переход между двумя максимумами может быть использован для управления электронными системами.

Рис. 9. Характеристика датчик оборотов.

Величина напряжения, вырабатываемого датчиком, зависит от частоты вращения ротора, числа витков катушки и величины магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом. Поскольку две последние величины постоянны, величина индуцируемого напряжения достигает максимума при максимальной частоте вращения. При конструировании следует уделять особое внимание усилению импульсов при малой частоте следования.

3.4 Пьезоэлектрические датчики

Пьезоэлектрические датчики относятся к датчикам генераторного типа.

Различают прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Прямой эффект заключается в том, что на гранях некоторых кристаллов при их сжатии или растяжении появляются электрические заряды, подобные поляризационным.

Прямой пьезоэлектрический эффект используется для измерения быстро протекающих динамических процессов - давления в стволах орудий при выстреле, давления газов в двигателях внутреннего сгорания, давления звуковых колебаний. Большое применение получили пьезоэлектрические адаптеры (звукосниматели), манометры, вибраторы, измерители ускорений (акселерометры) и многие другие устройства.

Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в том, что при внесении пьезокристалла в электрическое поле, силовые линии которого совпадают с направлением пьезоэлектрической оси, происходит изменение геометрических размеров кристалла (сжатие или растяжение).

Материалы пьезокристаллов: кварц, сегнетова соль, титанат бария, турмалин, метаниобат свинца и бария. Материалы отличаются величиной пьезоэлектрической постоянной (К0 = 2* 10-12 - 150* 10-12 к/н) и другими параметрами. На (рис. 10) показано устройство пьезоэлектрического датчика.



Рисунок 10- Устройство пьезоэлектрического датчика

На рисунке обозначены: 1- мембрана, воспринимающая усилия, 2- соединенные параллельно пластины пьезокристаллов, 3- латунная фольга, 4- экранированный сигнальный кабель и 5- пробка, закрывающая монтажное отверстие.

Достоинства: малые габариты, возможность измерения быстропеременных нагрузок, надежность и простота конструкции

Недостатки: Различны у различных материалов: у кварца малая пьезоэлектрическая постоянная, у других температурная зависимость.

Ультразвуковые датчики применяются в гидроакустике и в промышленности, при дефектоскопии деталей, а также в ряде приборов - расходометрах, газоанализаторах и др. Их основой служит акустическая система, в состав которой входят ультразвуковые приемопередатчики на основе пьезокерамических элементов..

Области применения пьезоэлектрических датчиков:

1) измерение вибраций; 2) измерение давлений;3) измерение усилий;

4) измерение сосредоточенных сил;5) измерение ускорений.

3.5 Фотоэлектрические датчики положения

Современные оптические датчики положения (ОДП) обеспечивают наиболее высокую разрешающую способность, надежность и точность, ОДП обладают и другими достоинствами. Для них характерна независимость метрологических параметров от нагрузки, а также высокая помехозащищенность.

Основой ОДП является оптическая система, включающая источник света, кодирующий элемент (диск или линейка) и блок фотоприемников. В качестве источников света используются оптронные пары и осветители в виде ламп накала с вольфрамовой нитью. Для обеспечения равномерной освещенности области кодирующего элемента применяются коллимационные линзы. Самым ответственным узлом ОДП, в наибольшей степени определяющим его характеристики, является кодирующий диск, на котором с высокой точностью фотоспособом выполнена маска. Тип маски определяет способ кодирования.

Обычно используют кодирующие диски, на дорожках которых по окружности размещается до 2500 оптических сегментов. Если же использовать лампы со специальной тонкой нитью накаливания, то на диске с диаметром 100 мм можно различать свыше 5000 таких сегментов.

ОДП классифицируются по двум основным признакам: По форме выходного сигнала: относительные (накапливающие) и абсолютные. По способу кодирования: растровые, импульсные и кодовые.

Накапливающие (циклические) преобразователи используют датчик и счетную систему, суммирующую отдельные приращения, а также репер (метку), относительно которого эти приращения суммируются.

Датчики абсолютных значений не содержат репера и выполняются либо одношкальными, либо в виде систем грубого и точного отсчета.

3.6 Радиационные датчики

Работа основана на использовании явления изменения мощности излучения, проходящего через емкость от источника к приемнику при наличии или отсутствии контролируемого вещества (чаще г-излучения). Варианты ксимального или минимального уровня (излучатель и приемник неподвижны).

Инфрокрасные датчики (пирометры) - используют энергию излучения нагретых тел, что позволяет измерять температуру поверхности на расстоянии. Пирометры делятся на радиационные, яркостные и цветовые.

Радиационные пирометры используются для измерения температуры от 20 до 2500 0С, причем прибор измеряет интегральную интенсивность излучения реального объекта.

Яркостные (оптические) пирометры используются для измерения температур от 500 до 4000 0С. Они основаны на сравнении в узком участке спектра яркости исследуемого объекта с яркостью образцового излучателя (фотометрической лампы).

Цветовые пирометры основаны на измерении отношения интенсивностей излучения на двух длинах волн, выбираемых обычно в красной или синей части спектра; они используются для измерения температуры в диапазоне от 800 0С.

Пирометры позволяют измерять температуру в труднодоступных местах и температуру движущихся объектов, высокие температуры, где другие датчики уже не работают.



4. Путевые и конечные выключатели

Путевые и конечные выключатели представляют собой коммутационные элементы, кинематически связанные с рабочей машиной и срабатывающие в зависимости от перемещения подвижной части рабочей машины. Путевые выключатели срабатывают в определенных промежуточных точках на пути перемещения, конечные выключатели срабатывают в крайних точках: в начале и конце пути. Особенно широко путевые и конечные выключатели используются в схемах автоматизированного электропривода различных производственных механизмов. С их помощью происходят автоматическое управление приводом на отдельных участках пути и автоматическое отключение в крайних положениях механизма.

В зависимости от устройства, осуществляющего замыкание или размыкание контактов, путевые и конечные выключатели можно подразделить на кнопочные (нажимные), рычажные, шпиндельные и вращающиеся.

Переключение контактов в этих выключателях осуществляется следующим образом. В кнопочных -- нажатием рабочего органа механизма на шток, с которым связаны контакты выключателя. В рычажных -- воздействием рабочего органа механизма на рычаг, с которым связаны контакты. В шпиндельных -- перемещением гайки по винту, связанному через передачи с валом механизма. Во вращающихся -- переключающими кулачковыми шайбами, связанными с валом механизма.

В штоковых выключателях скорость переключения контактов определяется скоростью перемещения производственного механизма. При малой скорости взаимное перемещение подвижных и неподвижных контактов происходит медленно, что приводит к длительному горению дуги, возникающей между размыкающимися контактами, и их быстрому разрушению из-за оплавления и усиленного окисления. На рис. 11 показано устройство простого конечного выключателя.

Рис. 11. Конечный микровыключатель с мгновенным переключением контактов

На (рис. 12) показан конечный выключатель типа ВК-111 с мостиковыми контактами.. Такие выключатели могут работать при токе включения до 20 А и длительном токе 6 А. Износоустойчивость выключателей -- 106 срабатываний. Допустимая частота -- 600 включений в час.

На (рис. 13) показан выключатель с малым временем срабатывания (моментного действия). Контакты подобных выключателей переключаются с постоянной скоростью при определенном положении производственного механизма независимо от скорости движения. Поэтому их применяют при малых скоростях (до 0,5 м/мин) или при необходимости повышенной точности срабатывания (до 0,05 мм).



Рис. 12 Конечный выключатель типа ВК-111 с мостиковыми контактами

Рис. 13. Путевой выключатель моментного действия

В некоторых случаях используются многопозиционные трех- и пяти- конктактные датчики, последовательно управляющие несколькими управляющими цепями. Конструкции таких датчиков сложнее, и они значительно дороже двухконтактных.

Рассмотренные путевые и конечные выключатели имеют сравнительно низкую надежность, связанную с повышенным износом контактной пары. Более высокая надежность обеспечивается при использовании бесконтактных датчиков (например, индуктивного или фотоэлектрического типов), мгновенность срабатывания которых обеспечивается с помощью электронных схем.



Заключение

Системы путевого контроля предусматривают использование датчиков, измеряющих фактическое перемещение рабочего органа станка, при этом, как правило, полученная информация используется для воздействия по каналу обратной связи и коррекции положения рабочего органа станка в соответствии с заданной программой.

Путевой контроль совершенно непригоден для управления зажимом заготовок, если размеры их не являются постоянными.

Путевой контроль является необходимым и надежным средством, обеспечивающим заданную последовательность работы механизмов.

Системы путевого контроля не могут устранить погрешностей системы, СПИД, связанных с износом режущего инструмента, изменением температурного и силового режимов в процессе обработки. Между тем на долю этих источников погрешностей в станках с программным управлением приходится основная часть погрешности обрабатываемой детали. Между тем погрешность перемещения рабочих органов во фрезерных станках с контурными системами программного управления не превышает 0 01 - 0 05 мм.

Разновидностью путевого контроля является контроль конечного положения механизма по изменению при этом давления в гидросистеме. В этом случае в качестве датчиков применяют гидроэлектрические реле давления, которые используют изменение давления в гидросистеме при остановке механизмов в конечных положениях для включения контактов, механически связанных с реле электрических конечных выключателей.

Станок оснащен датчиками путевого контроля и системами числового управления, осуществляющими непрерывный контроль за соответствием заданной и фактической величин перемещения исполнительного механизма.

На выбор разновидности путевого контроля ( по пути или по давлению) в некоторых случаях влияет требуемая точность подачи команды при остановке механизма.

Целесообразно устанавливать элементы путевого контроля активного или пассивного типа для контроля операций. Такая обратная связь в ряде случаев дает возможность надежнее и точнее организовать технологический процесс.

При схеме с путевым контролем управление осуществляется последовательно самими движущимися частями системы таким образом, что каждый последующий элемент автоматического цикла получает команду на срабатывание от предыдущего.

Измерительная система при путевом контроле включает датчики и блок связи с устройствами числового программного управления, который формирует сигналы обратной связи. В аналоговых системах датчик непрерывно выдает информацию, которая основана на соответствующем непрерывном изменении той или иной физической его характеристики, В дискретных системах датчик выдает сигнал через определенные промежутки времени в зависимости от перемещения рабочего органа станка. Импульсные датчики при равномерной скорости движения дают постоянную частоту выходных сигналов, а кодовые датчики используют схему совпадения.



Список использованных источников

1. Барашко О.Г. Автоматика, автоматизация и автоматизированные системы управления Курс лекций. -- Минск: БГТУ, 2011

2. Гордин Е.М., Митник Ю.Ш., Тарлинский В.А. Основы автоматики и вычислительной техники, Москва «Машиностроение», 1978

3. Густав Олссон, Джангуидо Пиани Цифровые системы автоматизации и управления, СПб.: Невский Диалект, 2001

4. Журнал «Современная электроника» 6, 2006

Список интернет источников:

5. http://mylektsii.ru/5-93365.html

6. http://www.ngpedia.ru/id655309p1.html

7. https://studwood.ru/1633882

8. https://studfiles.net/preview/2609464

9. http://www.stroyverno.ru/encycl/10_k/23.ph

Размещено на Allbest.ru

...