模块七　速度测量　课件　广东2022中职《传感器应用技术》

课题一 发电机测速 课题二 编码器测速 课题三 计数测速 模块七 速度测量 ¤ 了解发电机测速的基本工作原理 ¤ 了解发电机测速传感器的主要技术参数 ¤ 掌握发电机测速传感器的使用方法 课题一　发电机测速 任务提出： 在工业控制中,龙门刨床(见下图)速度控制系统就是按照反馈控制原理进行工作的。通常,当龙门刨床加工表面不平整的毛坯时,负载会有很大的波动。 本课题的工作任务就是利用测速发电机测量龙门刨床的速度。 龙门刨床 任务分析： 在自动控制系统中,测速发电机常作为检测元件、解算元件、角加速度信号元件等。 本任务将首先学习发电机测速的基本原理,然后进一步掌握测速发电机的基本使用原则和注意事项。 相关知识 一、测速发电机 测速发电机分为直流测速发电机和交流测速发电机两大类。 1. 直流发电机测速的工作原理 (１)基本结构 直流测速发电机在结构上与普通小、微型直流发电机相同,如右图所示.通常是两极电机,分为电磁式和永磁式两种。 直流测速发电机 (２)基本工作原理 直流测速发电机的工作原理如下图所示。 直流测速发电机原理图 2. 交流发电机测速的工作原理 (１)基本结构 异步测速发电机的结构如下图所示。它主要由定子、转子组成。根据结构的不同转子分为笼式转子和空心杯转子两种。 空心杯转子测速发电机结构 (２)基本工作原理 异步测速发电机的工作原理可以由下图来说明。 异步测速发电机的原理图 二、测速发电机的技术指标 １．线性误差 ２．输出斜率 ３．最大线性工作转速 ４．负载电阻 ５．不灵敏区 ６．不对称度 ７．纹波系数 ８．剩余电压 三、测速发电机转速自动调节系统 如下图所示为转速自动调节系统的方框图。 转速自动调节系统原理图 任务实施 一、发电机测速传感器的选用 二、测速发电机的使用 测速发电机的使用方法在电动机与变压器等课程中已经学过,在使用过程中,应注意以下原则。 1. 直流测速发电机的使用原则 2. 交流测速发电机使用原则 三、发电机测速的注意事项 １．测速发电机的输出端应配有高阻抗且稳定不变的负载.负载阻抗越大,输出特性越直,测速误差越小。 ２．更换电刷时,选用接触压降较小的电刷。 ３．安装永磁式测速发电机时必须采取防震措施。 ４．直流测速发电机的励磁电源,必须采取稳压措施。 ５．直流测速发电机的电刷与换向器的压力调整要合适。 思考与练习： １．简述直流测速发电机的基本结构和工作原理。 ２．简述交流测速发电机的基本结构和工作原理。 ３．直流测速发电机按励磁方式分为哪几种? 各有什么特点? 返回 ¤ 了解编码器的主要类型 ¤ 掌握编码器测速的基本原理 ¤ 掌握编码器的使用注意事项 模块二 课题二　编码器测速 任务提出： 风力发电机(见下图)不仅曝露于自然环境中,而且必须在最恶劣的环境条件下可靠地运行.即使运行20或30年后，人们仍然希望它们能够在任何天气中保持最佳的运行状态,提供最高的经济效益,并具有最短的停机时间。 要实现这些目标,需要采用精密的具有安全和性能可靠的传感器技术。 风力发电机 任务分析： 为了确保风力发电机能实现顶级性能和最佳效率,必须根据风力、风向调节转子速度。 本任务将首先学习编码器测速传感器的种类、原理等基本知识,通过对测量需要的分析,选择合适的传感器类型。 相关知识： 一、编码器的分类 1. 根据检测原理分类 编码器可分为光电式、电磁式、感应式和电容式等。 (１)光电式编码器 光电式编码器的最大特点是非接触测量,允许高速转动,它是采用光电原理制成的.光电式编码器的构成包括光源、光学系统、码盘、光电元件和测量电路。 (２)电磁式编码器 ２．根据其刻度方法及信号输出形式分类 可分为增量式、绝对式以及混合式三种。 (１)增量式编码器 (２)绝对式编码器 编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是: １)可以直接读出角度坐标的绝对值； ２)没有累积误差； ３)电源切除后位置信息不会丢失； (３)混合式编码器。 二、编码器的结构及工作原理 １．光电式编码器 (１)光电式编码器的结构 包括LED发光管、圆形径向光栅(码盘)、与码盘相对应的遮光板、光电接收器、处理电路、连接法兰、轴以及外壳等,如下图所示。 光电式编码器的结构 (２)光电式编码器的工作原理 光电式编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。其原理示意图如下图所示。 光电式编码器原理示意图 ２．增量型编码器 如下图所示为增量型编码器的原理示意图。 增量型编码器 三、编码器的使用注意事项 １．机械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。 ２．分辨率,即编码器工作时每圈输出的脉冲数,是否满足设计使用精度要求。 ３．电气接口,编码器输出方