Sensori di posizione lineari Magnetostrittivi Guida

Sensori di posizione lineari
Magnetostrittivi
Guida Utente
INDICE:
1
1.1
1.2
1.3
1.4
2
3
4
4.1
4.2
5
5.1
5.2
6
DESCRIZIONE .......................................................................................................................................... 1
Relazione segnale-posizione ..................................................................................................................... 1
Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 75mm ......................................................................... 2
Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 150 mm ...................................................................... 2
Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 350 mm ...................................................................... 2
NOTE DI INSTALLAZIONE SUL VEICOLO .............................................................................................. 3
CONNNESSIONI ELETTRICHE DEL CABLAGGIO ................................................................................. 3
COLLEGAMENTO DEL SENSORE AI DATALOGGER MD4/M1 ............................................................. 3
Collegamento elettrico allo strumento ....................................................................................................... 3
Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger .................................................................................. 3
COLLEGAMENTO DEL SENSORE AL DATALOGGER MD3 .................................................................. 6
Collegamento elettrico allo strumento ....................................................................................................... 6
Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger .................................................................................. 6
CARATTERISTICHE TECNICHE .............................................................................................................. 9
1
DESCRIZIONE
Il sensore di posizione lineare GET è un potenziometro magnetico composto da una parte sensibile e da un
cursore di riferimento, il sensore è adatto alla rilevazione dello spostamento lineare, come le sospensioni.
Grazie alla particolare struttura interna esso non è soggetto all’usura meccanica che caratterizza i normali
sensori a potenziometro resistivi.
1.1
Relazione segnale-posizione
Funzionando da divisore di tensione il potenziometro associa alla posizione dell’asta scorrevole un valore di
tensione secondo una legge lineare (Grafico 1) come a seguire:
x = (5 − y ) ⋅
Ove:
x
y
Lmax
Lmax
5
posizione mm
tensione letta in V
escursione massima del potenziometro in mm
Da tale equazione ne emerge che con potenziometro retratto il segnale di uscita si attesta sul valore +5 V,
con potenziometro esteso l’uscita è di 0 V.
Corrispondenza Tensione-Posizione
350
300
250
[mm]
200
LP-19-350
150
100
50
0
0
5
[V]
Grafico 1
Sensori Lineari Magnetostrittivi – Guida Utente rev. 01
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ATHENA EVOLUTION SRL Via delle albere, 8 – 36045 ALONTE (VI) Italy
+39 0444 89 21 49 Fax +39 0444 89 28 14 - [email protected]
1
1.2
Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 75mm
La figura sottostante illustra l’area di lavoro, evidenziata in giallo, del sensore magnetostrittivo da 75mm:
POSIZIONE DI MASSIMA
ESTENSIONE
1.3
Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 150 mm
La figura sottostante illustra l’area di lavoro, evidenziata in giallo, del sensore magnetostrittivo da 150 mm:
POSIZIONE DI MASSIMA
ESTENSIONE
1.4
Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 350 mm
La figura sottostante illustra l’area di lavoro, evidenziata in giallo, del sensore magnetostrittivo da 350 mm:
POSIZIONE DI MASSIMA
ESTENSIONE
2
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2
NOTE DI INSTALLAZIONE SUL VEICOLO
Per ottenere il massimo di prestazioni ed affidabilità dal sensore in vostro possesso si raccomanda di
rispettare le seguenti norme:
• Assicurarsi che il sensore, una volta installato, si trovi a lavorare sempre nell’area utile (vedi cap. 1.2,
1.3, 1.4)
• fare molta attenzione ai massimi e minimi punti raggiunti durante il movimento meccanico del
cinematismo a cui il sensore è collegato
• fare attenzione che nessuna parte del sensore vada a collidere con altre parti del veicolo, per tutta la
corsa disponibile dal meccanismo analizzato
• posizionare il sensore ove non sia costantemente a contatto con acqua, carburante od olio
• per il montaggio del sensore evitare di utilizzare delle staffe che possano comprometterne l’integrità
• non porre il sensore in prossimità di fonti di calore
• porre il sensore in modo tale che la sua temperatura rimanga entro i limiti di esercizio
• non porre il sensore in prossimità di interferenze elettriche come bobine di accensione, candele,
alternatori ed antenne per telemetria
3
CONNNESSIONI ELETTRICHE DEL CABLAGGIO
I potenziometri GET sono alimentati a +12 V. Nel cablaggio, tra connettore e sensore, è inserito un circuito
elettronico che consente di stabilizzare la tensione di alimentazione.
Il segnale elettrico, fornito dal sensore in funzione della posizione, è compreso tra 0 e 5 V.
Connettore Binder 719 3 poli
Pin
1
2
3
4
4.1
Filo
Marrone
Giallo
Blu
Descrizione
+12 V
Segnale
Massa
Connettore lato
uscita cavi
COLLEGAMENTO DEL SENSORE AI DATALOGGER MD4/M1
Collegamento elettrico allo strumento
Collegare il sensore ad uno degli ingressi analogici dell’acquisitore dati MD4 mediante gli appositi connettori
binder 3 poli.
Nel caso di datalogger M1 eseguire la connessione ad un ingresso analogico rispettando l’ordine dei segnali
descritti al capitolo 3 del presente documento.
4.2
Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger
Si prescrive di eseguire le seguenti operazioni:
• Avviare Setup Manager (Gestione Setup) cliccando sull’omonimo pulsante presente nella schermata di
avvio di GATE.
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3
• Scaricare il setup interno del dispositivo sul PC cliccando sull’icona di scarico setup visibile sulla barra in
alto o cliccando sulla voce Open from Device (Apri da Dispositivo) presente nel menù Setup.
ICONA
“Scarica Setup da dispositivo”
• A scarico ultimato apparirà un messaggio di conferma del buon esito dell’operazione ed il setup verrà
visualizzato in Setup Manager.
• Supponiamo di aver connesso il segnale proveniente dal sensore al connettore dell’ingresso analogico
AD1; cliccare sulla voce AD1 sotto l’albero degli Analog Channels: appariranno sulla sinistra le proprietà
del canale.
• Inserire le ora le varie opzioni:
-
Decimal Places: inserire il numero di cifre decimali che si desidera visualizzare nei valori assunti dal
canale (in questo caso solitamente viene impostato None )
-
Logging rate: inserire la frequenza di acquisizione del canale (tipicamente 100 Hz per il segnale
riportato nell’esempio). Ricordate che impostando None in questo campo il valore del canale può
comunque essere visualizzato nel display dell’MD4, ma non sarà disponibile per l’analisi in MX2, in
quanto non acquisito dal sistema
-
Name: inserire il nome del canale, nel nostro caso, ad esempio, FORK
-
Unit: inserire l’unità di misura del valore del canale (nel nostro caso mm)
• Procedere alla calibrazione del canale (operazione necessaria per ottenere un corretto valore del segnale
in acquisizione ed in visualizzazione sul display dell’MD4/M1). Cliccare sul pulsante Calibrate Channel
(Calibra Canale) in basso a destra: apparirà la finestra di calibrazione del canale precedentemente
selezionato:
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• Una volta entrati nella finestra di calibrazione è necessario definire:
Calibration Type (Tipo di calibrazione): definisce il tipo di calibrazione del canale (in questo particolare
caso impostare Linear)
Valori X : valori, espressi in COUNT o VOLTAGE, del canale in calibrazione. Nel nostro caso, con la
voce “Show as Voltage”(“Mostra in volt”) spuntata, i valori da inserire saranno:
X1 = 5
X2 = 0
Valori Y : definiscono i valori calibrati del canale riferiti alla casella X adiacente. Nel nostro caso i valori
saranno
Y1 = lunghezza in mm del potenziometro (75, 150, 350 a seconda del modello acquistato)
Y2 = 0
• Trasferire il setup modificato nello strumento: cliccare sull’apposita icona o sulla voce Send Setup to
Device (Invia setup a dispositivo) presente nel menù Setup.
ICONA
“Invia Setup al dispositivo”
Ricordate di definire la posizione di ZERO del sensore appena configurato: a tale proposito riferirsi ai
relativi manuali utente dei datalogger e del software GATE.
Se lo zero del sensore viene impostato all’inizio della zona di lavoro (posizione di massima
estensione) i valori acquisiti dal datalogger saranno visualizzati in negativo: se si vuole invertirne il
segno è sufficiente scambiare fra loro i valori di X1 e X2 definiti nel setup del canale.
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5
5
COLLEGAMENTO DEL SENSORE AL DATALOGGER MD3
5.1
Collegamento elettrico allo strumento
Collegare il sensore ad uno degli ingressi analogici dell’acquisitore dati MD3 Series mediante l’apposito
adattatore come illustrato nella figura successiva:
Connettore di collegamento
sensore magnetostrittivo
ATTENZIONE COLLEGARE L’ADATTATORE RISPETTANDO I NOMI STAMPIGLIATI NEI CONNETTORI
(VEDI FIGURA).
L’ingresso analogico può essere scelto tra AD1, AD2, AD3 O AD4 (nella figura è stato utilizzato AD1),
la stessa considerazione vale per IC1 ed IC2.
NON COLLEGARE UN INGRESSO AD.. AL CONNETTORE IC MD3!
Al termine del collegamento dell’adattatore il connettore, siglato IN IC, è disponibile per il collegamento di un
segnale in frequenza (tipo RPM o velocità) al datalogger MD3 Series
Nel caso di datalogger MD3 PRO eseguire la connessione del segnale ad un ingresso analogico a 5 volt
rispettando l’ordine dei segnali descritti al capitolo 3 del presente documento.
5.2
Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger
Si prescrive di eseguire le seguenti operazioni:
• Avviare Setup Manager (Gestione Setup) cliccando sull’omonimo pulsante presente nella schermata di
avvio di GATE.
6
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• Scaricare il setup interno del dispositivo sul PC cliccando sull’icona di scarico setup visibile sulla barra in
alto o cliccando sulla voce Open from Device (Apri da Dispositivo) presente nel menù Setup.
ICONA
“Scarica Setup da dispositivo”
• A scarico ultimato apparirà un messaggio di conferma del buon esito dell’operazione ed il setup verrà
visualizzato in Setup Manager.
• Supponiamo di aver connesso il segnale proveniente dal sensore al connettore dell’ingresso analogico
AD1; cliccare sulla voce AD1 sotto l’albero degli Analog Channels: appariranno sulla sinistra le proprietà
del canale.
• Inserire le ora le varie opzioni:
-
Decimal Places: inserire il numero di cifre decimali che si desidera visualizzare nei valori assunti dal
canale (in questo caso solitamente viene impostato None )
-
Logging rate: inserire la frequenza di acquisizione del canale (tipicamente 100 Hz per il segnale
riportato nell’esempio). Ricordate che impostando None in questo campo il valore del canale può
comunque essere visualizzato nel display dell’MD3, ma non sarà disponibile per l’analisi in MX2, in
quanto non acquisito dal sistema
-
Name: inserire il nome del canale, nel nostro caso, ad esempio, FORK
-
Unit: inserire l’unità di misura del valore del canale (nel nostro caso mm)
• Procedere alla calibrazione del canale (operazione necessaria per ottenere un corretto valore del segnale
in acquisizione ed in visualizzazione sul display dell’MD3EVO). Cliccare sul pulsante Calibrate Channel
(Calibra Canale) in basso a destra: apparirà la finestra di calibrazione del canale precedentemente
selezionato:
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• Una volta entrati nella finestra di calibrazione è necessario definire:
Calibration Type (Tipo di calibrazione): definisce il tipo di calibrazione del canale (in questo particolare
caso impostare POT)
Pot lenght : lunghezza, in mm, del potenziometro (75, 150, 350 a seconda del modello acquistato)
• Trasferire il setup modificato nello strumento: cliccare sull’apposita icona o sulla voce Send Setup to
Device (Invia setup a dispositivo) presente nel menù Setup.
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CARATTERISTICHE TECNICHE
Sensore da 75mm
Sensore da 150mm
Sensore da 350mm
Spostamento
Spostamento
Spostamento
1ms
1ms
1ms
20g, 10-2000Hz
20g, 10-2000Hz
20g, 10-2000Hz
Caratteristiche Elettriche:
Misura rilevata
Tempo di Campionamento
Vibrazioni
≤10 m/s
2
≤100 m/s
spostamento
Infinita, limitata dal
rumore (10µm)
12Vdc
≤10 m/s
2
≤100 m/s
spostamento
Infinita, limitata dal
rumore (10µm)
12Vdc
≤10 m/s
2
≤100 m/s
spostamento
Infinita, limitata dal
rumore (10µm)
12Vdc
1Vpp
1Vpp
1Vpp
0,1…5,1 Vdc
0,1…5,1 Vdc
0,1…5,1 Vdc
5KΩ
5KΩ
5KΩ
200Vdc
200Vdc
Si
Si
200Vdc
Si
Si
Si
Si
Lung. fuori tutto Parte Sensibile
220mm
300mm
492mm
Lung. di scorrimento Parte Sensibile
150mm
230mm
422mm
Massimo spostamento rilevato
75mm
150mm
345mm
Diam. Massimo Parte Sensibile
10mm
10mm
10mm
Diam. minimo Parte Sensibile
8mm
8mm
8mm
Velocità di spostamento
Accelerazione max.
Risoluzione
Alimentazione Nominale
Ripple max. alimentazione
Segnale in uscita
Carico massimo uscita Analogica
Isolamento elettrico
Protezione contro l’inversione di
polarità
Protezione contro la sovratensione
Caratt.che Meccaniche parte fissa:
Peso approssimativo
67g
75g
90g
Grado di protezione
IP67
IP67
IP67
Range di temperatura di esercizio
-30°… +90°C
-30°… +90°C
-30°… +90°C
Caratt.che Meccaniche Cursore:
Lung. fuori tutto Cursore
110mm
110mm
110mm
Diam. Massimo Cursore
16mm
17mm
16mm
17g
17g
17g
Peso approssimato Cursore
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9
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