技術文章
Technical articles
在一段特制的彈性軸上粘貼上的測扭應片并組成變橋,即為基礎扭矩感應器;在軸上固定著:
(1)能源環形變壓器的次級線圈,
(2)信號環形變壓器初級線圈,
(3)軸上印刷電路板,電路板上包含整流穩定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。
在感應器的外殼上固定著:
(1)激磁電路,
(2)能源環形變壓器的初級線圈(輸入),
(3) 信號環形變壓器次級線圈(輸出),
(4)信號處理電路
感應器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類:有源的和無源的。有源感應器能將一種能量形式直接轉變成另一種,不需要外接的能源或激勵源。
無源感應器不能直接轉換能量形式,但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能,感應器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態可以是靜態的,也可以是動態(即過程)的。對象特性被轉換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的,也可以是化學性質的。按照其工作原理,它將對象特性或狀態參數轉換成可測定的電學量,然后將此電信號分離出來,送入感應器系統加以評測或標示
向感應器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產生400Hz的方波,經過TDA2030功率放大器即產生交流激磁功率電源,通過能源環形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈1,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,該電源做運算放大器AD822的工作電源;由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩壓電源產生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及V/F轉換器的工作電源。當彈性軸受扭時,應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號,再通過V/F轉換器LM131變換成頻率信號,通過信號環形變壓器T2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,該信號為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉變壓器動--靜環之間只有零點幾毫米的間隙,加之感應器軸上部分都密封在金屬外殼之內,形成有效的屏蔽,因此具有很強的抗干擾能力。
自動控制系統能夠按照人的設計,在人不參與的情況下完成一定的任務。其關鍵就在于反饋的引入,反饋實際上是把系統的輸出或者狀態,加到系統的輸入端與系統的輸入共同作用于系統。系統的輸出狀態實際上是各種物理量,他們有的是電壓,有的是流量、速度等。這些量往往與系統的輸入量性質不同,并且取值的范圍也不一樣。所以不能與輸入直接合并使用,需要測量并轉化。感應器正是起這個作用,它就像是控制系統的眼睛和皮膚,感知控制系統中的各種變化,配合系統的其他部分共同完成控制任務。
人類為了從外界獲得信息,必須借助于感覺器官。但是人的感覺器官并不是的,要想獲得更為豐富的信息,進一步研究自然現象和制造勞動工具,人的感官顯得很是不夠了。作為一種代替人的感官的工具,感應器的歷史比近代科學的出現還要古老。天平作為測重的工具在古埃及就開始使用了,一直沿用到如今。利用液體膨脹特性的溫度測量在十六世紀就已經出現。以電學的基本原理為基礎的感應器是在近代電磁學發展的基礎上產生的,但是隨著真空管和半導體等有源元件的可靠性的提高,這種類型的感應器得到了飛速發展,如今談到感應器大都指有電信號輸出的裝置
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