Kenmerken en werkingsprincipe van koppelsensoren

Kenmerken en werkingsprincipe van koppelsensoren

 

Koppelsensoren zijn snel een essentieel onderdeel geworden in verschillende industrieën en hebben zich ontwikkeld tot een onmisbaar onderdeel van de sensorfamilie.

 

I. Kenmerken van koppelsensoren:

 

1. Meetmogelijkheden: Ze kunnen zowel het statische als het dynamische koppel meten, evenals het stationaire en roterende koppel.

2. Hoge nauwkeurigheid en stabiliteit: ze bieden een hoge detectienauwkeurigheid en goede stabiliteit, en zijn ontworpen om interferentie te voorkomen.

3. Compact en lichtgewicht: deze sensoren zijn klein van formaat, licht van gewicht en verkrijgbaar in verschillende installatieconstructies, waardoor ze eenvoudig te installeren en te gebruiken zijn. Ze kunnen continu het positieve en negatieve koppel meten zonder dat ze opnieuw op nul hoeven te zetten.

4. Duurzaamheid: Omdat ze geen slijtageonderdelen zoals geleidende ringen bevatten, kunnen ze gedurende langere perioden op hoge snelheid werken.

5. Directe signaaluitvoer: De sensoren voeren frequentiesignalen met een hoog niveau uit die rechtstreeks door computers kunnen worden verwerkt.

6. Hoge overbelastingscapaciteit: het elastische element dat in deze sensoren wordt gebruikt, is bestand tegen zeer hoge overbelastingen.

 

II. Meetprincipe van koppelsensoren:

 

Speciale torsierekstrookjes zijn bevestigd aan de elastische as die wordt gemeten en vormen een spanningsbrug. Wanneer er stroom aan deze brug wordt geleverd, kan deze het torsie-elektrische signaal van de elastische as meten. Dit vervormingssignaal wordt versterkt en via een druk/frequentie-omzetting omgezet in een frequentiesignaal dat evenredig is met de torsiereactie. De energie-invoer en signaaluitvoer voor dit systeem worden beheerd door twee sets speciale ringvormige transformatoren die contactloze energie- en signaaloverdracht mogelijk maken.

 

III. Structureel principe van koppelsensoren:

 

Een basiskoppelsensor wordt gevormd door speciale torsiemeetstrips aan een speciale elastische as te bevestigen, waardoor een variabele elektrische brug ontstaat. De volgende onderdelen zijn op de as bevestigd:

1. De secundaire spoel van de energieringtransformator,

2. De primaire spoel van de signaalringtransformator,

3. Een printplaat op de as, met een gelijkricht- en stabilisatievoeding, een instrumentatieversterkingscircuit, een V/F (spanning-naar-frequentie) conversiecircuit en een signaaluitgangscircuit.

 

IV. Werkproces van koppelsensoren:

 

Er is een 15V-voeding aanwezig voor de sensor. Een kristaloscillator in het magnetische circuit genereert een blokgolf van 400 Hz, die wordt versterkt door de TDA2030-eindversterker om een ​​magnetische AC-voeding te produceren. Dit vermogen wordt via de energieringtransformator T1 van de stationaire primaire spoel naar de roterende secundaire spoel overgedragen. Het resulterende AC-vermogen wordt gelijkgericht en gefilterd door het circuit op de as om een ​​5V DC-voeding te verkrijgen, die de operationele versterker AD822 van stroom voorziet. Een zeer nauwkeurige 4,5 V DC-voeding, geproduceerd door de referentiestroombron AD589 en de dubbele operationele versterker AD822, wordt gebruikt om de brug, versterker en V/F-omzetter van stroom te voorzien.

 

Wanneer de elastische as torsie ondergaat, wordt het door de rekbrug gedetecteerde vervormingssignaal op mV-niveau versterkt tot een sterk signaal van 1,5 V tot 1 V door de instrumentatieversterker AD620. Dit signaal wordt vervolgens door de V/F-omzetter LM131 omgezet in een frequentiesignaal. Het frequentiesignaal wordt via de signaalringtransformator T2 van de roterende primaire spoel naar de stationaire secundaire spoel overgedragen. Na filtering en vormgeving door het signaalverwerkingscircuit in de sensorbehuizing wordt het frequentiesignaal verkregen, dat evenredig is met het koppel dat op de elastische as wordt uitgeoefend. Omdat er slechts een kleine opening van enkele millimeters zit tussen de bewegende en statische ringen, en een deel van de sensoras is ingesloten in een metalen behuizing, wordt een effectieve afscherming bereikt, wat resulteert in een sterk anti-interferentievermogen.