Trasduttori di posizione - I.P.S.I.A. `L. Cremona`

Trasduttori
di posizione
.È
C
5
trasformanoun movimento
I trasduttori di posizioneanalogicisono dispositiviche
princip,"rl':l::t,:^:1ii:i
dipendente.dal
iair.í elettrica
re o angotar"in un"-grà
<
ditipo induttivo,
di resistenza,
a vaiiazione
iltr""".'i"ji, #";i;magnetoresistivo,
permisure
posizione
sonoutilizzati
I trasduttori-di
citivo,ecc.).
9iP:tlli:1Î,1":l-'i
forzae di coppia'
di
di pressione,
;#.,=k;;J;i."àii""à*
3.1 I
ed angolaree per misure
ll trasduttore di posizione lineare
Struttura e caratteristiche
racchiusain un
ll trasduttoredi posiiione lineareè costituitoda una resistenza
un'astametal
quale
scorre
nel
per
fissaggio,
il
tore metalli.o g"n"rulrente flangiato
e fine (fig' 3'
centro
inizio,
detti
reof-ori
tre
Af l,esternodet contenitoì" ,ono r-íportati
Fig.3.1
varia da 0 a' q
delsensoreè misuratatra ilterminaleinizio e centroe
La resistenza
R
.
u
*
,
d
i
p
e
n d e n dt ea | l e c a r
d o | , a s t aè n e l | ap o s i z i o n eL = 0 , a d u n v a | o r em a s s i m o
=
(astatutta esterna)'
ristichedel sensore,
lrlnao l'#a è nellaposizioneL rl"-
+
di un
Nellafigura 3.2 è riportato Io schemadi un circuito di condizionamento
''
n'Îl: -!.:,f:::i,',"^::::::::"r:
costitu'itó da un.potenziometro
ài p.tiiiór"
uno spostamentova
mobilesubrsce
Ài"il,rng" 0 V + 5 v quandoltastadel cursore
le nelrange0 mm + 50 mm.
Lunghezza
O
[mm]
Sensore R g
to1
, i ' ,Yl t m e R
À5
Sennre
Fig.3.2
1^
tvl
vi
tvl
50
Le caratteristiche
elettrichedel sensoresono:
.
o
.
r
contenitoremetallicoinox flangíato;
valoreresistivonominaleR, = 2 ke;
corsadell'asta0 mm + 50 mm;
correntemax 10 mA.
Perottenere le migliori prestazioniè opportuno che
il sensoresia utilizzatocome partitore di tensionee siaarimentatocon una intensità
di correntecostante/ = ! proootta
.ve
d a l g e n e r a t o r ed i c o r r e n t ec o n A . O . ( f i g . 3 . 2 ) .
R
SupponendoE = 12 V ed imponendorina intensitàdi corrente/
costanteuguale ad 1
mA, si calcolanoi valori della resistenza
R e della tensionemassimav":
R = + = " ,- =
' 12ko
I
1.10
( T o l l e r a n z a! 1 o / o )
V 5( L = 5 0m m )= 2 1 0 * 3 . 1 0 3 = 2 V
P e rn o n c a r i c a r ei l p o t e n z i o m e t r o
è c o n s i g l i a b i luet i l i z z a r eu n a m p l i f i c a t o r ceo n i n q r e s so a FETaventeguadagno:
G_
2=,=','
P o i c hèé G = r + $ u p o s t oR 1= 1 0k o , s i h a :
R,
R z = 1 , 5 . 1 01 0 ' = 1 5 k A
(Val.comm.:12kQ + 4,7 kA)
ft
3.2 ,i,, ll trasduttore di posizione angolare
(potenziometro iotativo)
Utiiizac
ll trasduttoredi posizioneangolareè utilizzatoper rnisurareo controllareuno soosramento angolare.ll dispositivoè costituitoda un potenziometroa spostamentoangotare la cui parte mobile,centratacon la parte fissa,ruota in modo da descrivere
un angol o ( f i 9 . 3 . 3 ) .l l p i n c e n t r a l eè s t r i s c i a n tee p u ò e s s e r ec o l l e g a t om e c c a n i c a m e nat ed u n a
m o l l ad i r i c h i a m o .
!
!
Fig.3.3
l l c i r c u i t od i f i g u r a 3 . 4 è u n e s e m p i od i c o n v e r s i o n sep o s t a r n e n t oa n g o l a r e / t e n s i o n e
R
(i)
L a r e s i s t e n zR
a o ,m i s u r a t at r a i n i z i oe c e n t r o d, i p e n d ed a l l o s p o s t a m e n t o
ango-
laree la resistenzd
a i u t i l i z z a z i o n eR . è s e p a r a t ad a q u e l l a d e l d i s p o s i t i v oc o n l , a m p l i f i c a t o r eo p e r a z i o n a l ea l f i n e d i n o n c a r i c a r ei l s e n s o r e .
Unità3
Trasduttori
di posizione
Fig.3.4
+
Nellafigura 3.5 è riportato lo schemadi un circuito
di condizionamentoadattoa generare una tensione vo_nerrange 0 V - 5 v quando
to spostiment; ;;j ;;rr-;';"i
senso
re angolare [RS319-310]varia tra 20" e 100..
Le caratteristiche
elettrichedel sensoresono:
.
.
.
o
o
resistenza
nominale5 kfl;
tolleranza + 20Vo(scarsaprecisione);
linearità+ 2yo;
potenza max 1 W (a 40 .C);
rotazionemeccanica120..
I valori della resistenza
rilevatisperimentalmente
sono:
. R(u=0')--170A
. R (u = 120")= 4,37 ke
. R(a=20")=240tL
. R (a = 100")= 3,67 kO
P e rn o n r i s c a l d a riel s e n s o r es i
la potenzaassorbitasia molto
'H',f^
R5
-f
u n a t e n s i o n ed i a l i m e n t a z i o nE
e= 5 V in modocr:
re di 1 W.
t-!
f tol
t"
I
7
Ang0lo
o
IGradr]
INAII I
8
)
d
Vou,
J
0,27
tvl
I
Vt'
Fig.3.5
tv1
Le tensioniV, sono:
V5(a=20')=
ffi5=0,27V
V 5 ( a= 1 0 0 . )= 4 , 1 9v
La tensionedi riferimento.v.Frr=
0,27v prodotta dailo zenerdi precisione1M336_2
:
permette l'azzeramentodellatensionedi
uscitavo. nisuliaìnfatti:
V s ( a= 2 0 ' ) = A
l v " 1 Z O . ' 1 - V ^ r r l = 0 , 2-70 , 2 7= 0 V
ll guadagnoG che consentedi ottenere il fattore
di scalaè:
Vs(a= 100')= o f v"1too.)
-V^rrf=5 V
yo(100.)
' = 4 ( 1 0 0 . ) - y R ; = î l z =5 ' , "
350
Moour_o8 .', SEwsont,TRASDUTToRI
EDATT!_-