Introducere Masuratori Marimi, Senzori

8/7/2019 Introducere Masuratori Marimi, Senzori

1/36

Evaluarea moderna a m.a.i. - dumitru ilie

5

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

1.1. OPERAIA DE MSURARE

1.1.1 Consideraii generale ale msurrii

Studiile experimentale au ca scop final efectuarea unor msurtori, necesare

pentru stabilirea valorii sau intensitii mrimilor fizice caracteristice fenomenului

sau sistemului considerat.

n lucrrile clasice, msurarea, este definit ca operaia de determinare a

raportului n care se afl mrimea msurat fa de o alt mrime de aceeai natur,

aleas ca unitate. Aceast operaie se realizeaz cu aparate sau sisteme de msurare,

care transmit informaia asupra mrimii fizice prin intermediul unui dispozitiv

indicator sau nregistrator.

1.1.2. Clasificarea metodelor de msurat

Exist dou criterii generale dup care se pot clasifica metodele de msurare: [1]

-dup modul de determinare a msurii se deosebesc msurarea prin deviaie imsurarea prin comparaie (msurarea la nul);

-dup modul de exprimare a msurii se disting msurarea analogic i

numeric.

Metoda prin deviaie pretinde deplasarea unui sistem al aparatului de

msurare dintr-o poziie de echilibru, pe care o ocup n absena mrimii de msurat,

ntr-o nou poziie de echilibru, proprie prezenei mrimii de msurat. Aceast nou

poziie de echilibru se atinge prin efectul antagonist creat n instrument prin aciunea

mrimii care se msoar. Deplasarea ntre cele dou poziii de echilibru furnizeaz,

mai mult sau mai puin direct msura.

Msurarea prin comparaie (la nul) se bazeaz pe crearea n instrumentul

de msur a unui efect antagonist egal cu efectul mrimii care se msoar, astfel ca

deviaia sistemului sensibil s fie nul. Pentru aplicarea acestui principiu este necesar


2/36


6

ca instrumentul de msurare s fie nzestrat cu posibilitatea detectrii dezechilibrului

sistemului sensibil care se afl sub aciunea mrimii care se msoar, precum i

posibilitatea echilibrrii lui, manual sau automat. Msura este determinat de

valoarea efectului antagonist de echilibrare.

Comparnd cele dou metode de msurare prezentate, se constat c metoda

prin comparaie poate asigura o precizie superioar, ntruct n condiii de echilibru

consumul de energie din sistemul cercetat se anuleaz. De asemenea aplicarea

metodei prin comparaie pretinde numai un detector de dezechilibru, care poate fi

conceput cu o nalt sensibilitate, urmnd s funcioneze pe un interval n jurul

poziiei de nul ; instrumentul de msurare prin deviaie are n general un interval de

variaie cu mult mai mare i este conceput de aceea cu sensibilitatea mai redus.

Detectorul de deviaie nici nu trebuie dealtfel etalonat, fiind necesar s indice numaidezechilibrul i direcia acestuia.

La msurrile efectuate n condiii dinamice, aplicarea metodei prin

comparaie introduce ns dificulti. n condiiile unor variaii rapide ale mrimii de

msurat, devine necesar un sistem de automatizare a echilibrrii.

Msurarea de tip analogic este caracterizat prin existena unei funcii

continue de legtur ntre semnalul metrologic, care trece prin aparat, i mrimea

care se msoar. Semnalul poate lua astfel o infinitate de valori ntr-un domeniu dat

de funcionare a aparatului de msurare. Indicaia aparatului este transformat n

final ntr-un numr, pe baza etalonrii prealabile.

Msurarea de tip numeric reprezint situaia opus, n care semnalul

metrologic transmis sistemului indicator sau nregistrator al aparatului de msurare

are o variaie discret n limitele domeniului de funcionare.

1.1.3. Schema funcional general a aparatelor i sistemelor demsurare

De la fenomenul fizic cercetat la simurile noastre, de la mrimea msurat la

msura acesteia, semnalul metrologic trece, dup formarea sa n aparatul sau

sistemul de msurare, printr-o serie de transformri succesive, pentru ca informaia

asupra mrimii cercetate s fie comunicat n condiii optime.

Semnalul metrologic se obine prin prelevarea de energie n punctul de

msurare, sub influena mrimii fizice msurate: mrimile de tip pasiv pretind un


3/36


7

aport de energie din exterior. Odat constituit, semnalul trebuie n general amplificat,

pentru simplificarea fazelor urmtoare, i trebuie transmis spre punctul de prezentare

a datelor msurrii, aceste operaii necesitnd schimbarea, uneori de mai multe ori, a

naturii fizice a energiei asociate semnalului. Adeseori semnalul mai este supus unor

operaii variate de prelucrare i analiz pentru o ct mai bun adaptare la necesitile

msurrii, reinndu-se eventual numai anumite componente ale sale. n final,

semnalul trebuie codificat, cptnd o form inteligent pentru simurile umane.

Examinnd un aparat sau sistem de msurare, se regsesc ntotdeauna,

dincolo de diferenele de ordin constructiv, componentele care realizeaz funciile

generale descrise. Dac se definesc componentele oricrui aparat sau sistem de

msurare dup funciunile generale ndeplinite, se ajunge la un numr limitat de

elemente funcionale care pot aprea combinate n diferite moduri. Un astfel de lande elemente funcionale este reprezentat schematic n figura 1. 1.

Primul element funcional este ntotdeauna captorul (senzorul), elementul

sensibil la aciunea mrimii fizice msurate. Captorul primete energie din mediul

cercetat i emite un semnal care depinde de mrimea msurat dup o lege oarecare.

La msurarea unei mrimi de tip pasiv, semnalul este furnizat de un alt element

funcional, generatorul de semnal (sursa de energie auxiliar), captorul asigurnd

numai modificarea unui parametru al semnalului primit, corespunztor mrimi

msurate.

Fig. 1.1. Schema funcional cuprinznd elementele

clasice ale sistemului de msurare [1].

1.1.4. Metodele de msurare folosite la cercetarea sistemelor tehnice de tipul

autovehicul


4/36


8

a. Msurarea deplasrilor i vitezelor

Micarea pe care o poate efectua un organ de main este fie o translaie, fie o

rotaie, fie o micare complex compus din translaii i rotaii simultane. Primele

dou tipuri de micri (translaia sau rotaia) pot fi descrise prin urmrirea variaiei n

timp a unui singur parametru. n asemenea situaii, organul de main a crui micare

este studiat se cupleaz direct cu un traductor de deplasare adecvat. Pentru ca

micarea studiat s nu fie perturbat de procesul de msurare este necesar ca masa

prii mobile a senzorului s fie neglijabil n raport cu masa organului n micare,

iar forele de interaciune, ntre prile fixe i mobile ale senzorului, s fie neglijabile

n raport cu forele de inerie sau de frecare aplicate organului studiat. Respectarea

acestor condiii trebuie avut ntotdeauna n vedere atunci cnd se selecteaz

senzorul destinat efecturii unei anumite msurri.n situaia n care organul sau organele mecanismului studiat execut micri

complexe, singura metod experimental adecvat este aceea a cinematografierii

rapide sau ultrarapide a mecanismului n funciune.

b. Msurarea vitezelor

Determinarea vitezei cu care se mic un obiect fizic, atunci cnd se cunoate

prin msurarea direct deplasarea sa, este posibil pa baza derivrii, n raport cu

timpul, a legii de deplasare. Cum n majoritatea covritoare a cazurilor practice

deplasarea msurat este ntr-un semnal electric proporional, derivarea acestuia se

poate efectua n mod direct, folosind un circuit adecvat. ns operaia de derivare

tinde s amplifice n mod exagerat zgomotele electrice i semnalele nedorite, fapt

pentru care la determinarea vitezei este indicat s se procedeze fie prin integrarea

unui semnal provenit dintr-o msurare a acceleraiei, fie prin msurarea direct a

vitezei.

Msurarea direct a vitezei se efectueaz n dou variante posibile: msurarea

continu a valorii instantanee a vitezei sau msurarea vitezei medii. Ambele

procedee sunt aplicabile att pentru micrile de translaie ct i pentru cele de

rotaie.

c. Msurarea eforturilor unitare i deformaiilor


5/36


9

Exigenele de precizie n cunoaterea eforturilor i deformaiilor se

accentueaz pe msura ridicrii continue a indicilor de putere, economicitate i

greutate specific, care implic ridicarea nivelului solicitrilor principalelor

componente. Determinarea prin calcul a eforturilori deformaiilor prezint serioase

dificulti din cauza complexitii formelor constructive i a condiiilor de ncrcare.

Activitatea experimental de msurare a eforturilor unitare i deformaiilor

produse de anumite sarcini, constituie din aceast cauz o component inseparabil,

cu mare pondere, a activitii de concepie a organelor i structurilor sistemelor

tehnice. n aceast activitate se face apel la metodele de msurare cele mai moderne:

tensometria electric rezistiv, metoda lacurilor casante, fotoelasticitatea, metoda

moire i interferometria holografic.

d. Msurarea presiuniiExist diferite metode de msurare a presiunilor. Prima dintre metodele care

au fost aplicate pentru msurarea presiunii cu o larg utilizare i n prezent pentru

condiiile statice, se bazeaz pe comparaia cu presiunea hidrostatic a unei coloane

de lichid (cu manometre cu lichid). O alt metod este cea n care se folosesc

elemente elastice pentru realizarea msurrii. Pentru msurarea presiunilor statice

sau cvasistatice se folosesc traductoare poteniometrice de deplasare.

e. Msurarea foreiMetodele de msurare a forei sunt de dou categorii:

-msurarea direct a forei, prin comparaie cu o for de greutate cunoscut

(prin cntrire);

-msurarea indirect, a unei alte mrimi fizice proporionale cu fora

necunoscut: acceleraia unei mase cunoscute, presiunea unui fluid sau deformaia

unui corp elastic.

f. Msurarea momentelor de rsucire

Metodele i tehnicile de msurare a momentelor de rsucire, transmise prin

arbori aflai n micare de rotaie, prezint un interes deosebit n investigarea

experimental. Instalaiile de msurare a momentului de rsucire pot fi:

-instalaii pentru msurarea direct:

-prin suspendare elastic;


6/36


10

-cu traductoare torsiometrice.

-frne:

-mecanice;

-electrice;

-combinate.

g.Msurarea temperaturii

Se realizeaz folosind metode de msurare prin dilataie termic; metode

electrice de msurare, respectiv msurarea prin radiaie.

Pentru metodele moderne de msurare actuale, rolul predominant l ocup

mecatronica cu elementele sale componente : mecanic fin, electronic i

informatic.

Electronica a influenat enorm dezvoltarea autovehiculelor moderne, iar n

cadrul sistemelor informaionale utilizate rolul de msurare este asigurat de senzori.

1.2. ASPECTE GENERALE ALE FOLOSIRII ELECTRONICII

LA AUTOVEHICULE

Introducerea i utilizarea electronicii la autovehicule reprezint soluia

optim prin care se rezolv, nu exhaustiv, cerinele legate de capacitatea de lucru,

reducerea consumului de combustibil, realizarea mediului ergonomic aferent

operatorului ce deservete sistemul autovehicul-main de lucru etc. Considerentele

prezentate mai sus au dus la transformarea autovehiculului dintr-un sistem pasiv (tip

surs de energie) ntr-unul activ (tip main principal de lucru).

n procesul implementrii electronicii la sistemele de tipul autovehicul-

main de lucru s-au strbtut urmtoarele etape [14]:

Etapa I a fost cea n care s-a urmrit introducerea electronicii n scopul

nlocuirii i perfecionrii unor dispozitive de natur electromecanic sau electric

folosite la :

-supravegherea regimurilor de funcionare;


7/36


11

-asistarea conducerii autovehiculului;

-servoreglare.

Efectul acestei etape a fost sigurana n funcionare, fiabilitatea i

competitivitatea dispozitivelor electronice implementate.

Etapa a II-a a fost cea n care s-a obinut prin intermediul dispozitivelor

electronice prelucrarea datelor primare i afiarea rezultatelor informnd astfel corect

i eficient operatorul.

Etapa a III-a s-a carcaterizat prin folosirea electronicii n scopul prelucrrii

datelor i informaiilor n vederea optimizrii funcionrii autovehiculului i a

componentelor acestuia i a optimizrii sistemului autovehicul-main de lucru n

ansamblu. Componentele blocurilor electronice de comand i control utilizate n

aceast etap sunt n marea lor majoritate elemente discrete i mai puin elemente

integrate.

Etapa a IV-a este etapa n care utilizarea electronicii la autovehicule se

caracterizeaz prin realizarea unui anumit grad de automatizare privind

diagnosticarea total a autovehiculelor. Tendina ce caracterizeaz etapa este de a

realiza comanda i controlul complet automatizat al funcionrii autovehiculului

(regimurile de lucru fiind programabile).

Instalaiile electronice acioneaz n cadrul sistemelor de control i comand

i / sau comand realiznd urmtoarele funciuni:

a) determin manevrele primare ale diferiilor parametrii pentru controlul i

diagnosticarea sistemului autovehicul-main de lucru (presiuni, temperaturi, viteze,

turaii, etc.);

b)optimizeaz funcionarea transmisiei: cupleaz-decupleaz puntea din fa

motoare, blocheazi deblocheaz diferenialul;

c)stabilete ncrcarea motorului, n scopul alegerii regimului optim al

treptelor cutiei de viteze avnd ca deziderat reducerea consumului de combustibil sau

creterea capacitii de lucru a sistemului autovehicul-main de lucru;


8/36


12

d)optimizeaz relaia for-poziie n cadrul reglajului automat al

mecanismului de suspendare al autovehiculului, care presupune i msurarea precis

a patinrii autovehiculului;

e) asigur un nivel ergonomic ridicat al habitaclului operatorului (umiditate,

temperatur, noxe, zgomot, etc.), inclusiv se evideniaz prin dotarea cu echipamente

suplimentare (radiotelefon);

f) asigur meninerea direciei de deplasare a autovehiculului pe o anumit

traiectorie i oprirea la obstacole, inclusiv dotarea cu telecomenzi;

g) controleaz strile funcionale i tehnice ale diferitelor agregate i

componente ale autovehiculelori mainilor destinate agriculturii.

Sistemele electronice destinate autovehiculelor se pot clasifica n

conformitate cu funciunile ce le realizeaz, astfel :a) sisteme de supraveghere (monitorizare);

b) sisteme de informare;

c) sisteme de reglare.

a. Sistemele de supraveghere (monitorizare) sunt concepute n scopul

monitorizrii mrimilor i regimurilor de funcionare ale autovehiculului i

componentelor sale cu ajutorul unor senzori specifici pentru: turaii, viteze, consum

de combustibil, temperaturi, presiuni, etc. Mrimile msurate sunt afiate la bord i

comparate n sistemul electronic, cu limitele impuse. Situarea mrimilor sub sau

peste limitele stabilite (impuse) este semnalat optic i / sau acustic. Prin utilizarea

sistemelor de supraveghere, operatorul este degrevat n mare msur de sarcina de a

observa i urmri atent parametrii funcionali, deoarece se semnalizeaz ieirea

acestora din regimul optim.

b. Sistemele de informare sunt concepute pentru a preleva mrimile

msurate i a le combina, dup un algoritm dat, n scopul calculrii datelor i

parametrilor care caracterizeaz regimurile de lucru ale autovehiculelor. De exemplu,

n acest mod se poate calcula suprafaa lucrat sau consumul de combustibil pe

unitatea de suprafa. De asemenea, datele calculate n acest mod pot fi memorate la

sfritul zilei de lucru i apoi stocate pentru a fi prelucrate i utilizate ulterior.


9/36


13

n vederea realizrii sistemelor electronice de supraveghere, informare i

reglare este necesar s se msoare diferite mrimi caracteristice (parametri) ai

procesului supravegheat.

n tabelul 1.1 sunt prezentate sintetic mrimile msurabile direct la

autovehicul precum i zonele unde acestea pot fi obinute (msurate) de ctre senzori

[14]. n acelai timp se evideniaz scopul utilizrii acestor senzori precum i modul

concret de prezentare a mrimilor msurate. De asemenea, se menioneaz dac

anumite mrimi msurate sunt necesare (obligatorii) sau facultative (opionale) i

dac n prezent exist deja pe piaa mondial sisteme de indicare fa de concret

(aparate i echipamente indicatoare).

n tabelul 1.2 sunt prezentate similar, mrimile derivate din mrimile

msurate direct necesare supravegherii, informrii i reglrii (de exemplu: ncrcareamotorului, patinarea autovehiculului) [14].

c. Sistemele de reglare sunt concepute pentru acionarea unor comutatoare i

organe de execuie, n timpul lucrului, pentru ca mrimile reale, determinate prin

msurtori, s urmreasc valorile impuse iniial de conductor (operator), astfel

nct n final s se realizeze un regim optim de lucru al autovehiculului sau al

mainilor de lucru (utilajelor) pe care acesta le acioneaz. Pentru realizarea

sistemelor de reglare sunt necesari senzori care s furnizeze informaii asupra

abaterilor mrimilor reale (efective) ale parametrilor fa de mrimile impuse

(optime). De asemenea, pentru aceste sisteme mai sunt necesare i microcalculatoare

care s execute i s furnizeze informaii operatorului, pentru ca acesta s poat

aciona asupra unor organe de execuie, n vederea corectrii abaterilor (ca exemplu

se poate prezenta alegerea i schimbarea treptei schimbtorului de viteze) sau pentru

a modifica condiiile de reglaj iniial n vederea optimizrii funcionrii. S-au realizat

sisteme de reglare complexe, care se autoconduc i n final realizeaz reglarea

automat a parametrilori regimurilor de lucru.


10/36


14

Mrimi msurabile direct la autovehicul

Tabelul 1.1

Modul de indicareDestinaia

Gradul de

ofert

Cerine de

indicare

Mrimea

msurabilLocul de msurare

Informarea

Control

Supraveghere

Reglare

Disponibil

Lacerere

Dupdorin

Permanent

Ladorin

Laeveniment

Niciunul

Analog

Digiral

Alfanumeric

Optic

Acustic

Sem

nal

1 2 3 4 5 6 7

1. Moment de

torsiune

Arbori roat motoare

Intrare transmisie

Arbore priz

2. Turaie Roi spate

Motor

Roi faArbore priz

3. Presiune Conduct frn

Ulei transmisie

Ulei hidraulic

Ulei motor

Aer pneuri

4. Umiditate

relativInteriorul cabinei

5. Vitez asiu (corp) autovehicul

6. For Scaun conductor

Roi spateTirant superior

Tirant inferior

Roi fa

Crlig traciune

7. Situaia

cuplrii

(comutrii)

Lumin poziie

Antrenare punte fa

Semnalizator

Blocare diferenial

Faza lung

Intrare transmisie

Frn de mn

Tirant superior

Lumin avarie

Arbore priz

()

()

()

()

()

()

8. Tensiunea Baterie


11/36


15

9. Rezistene

hidraulice

Filtru aer aspiraie

Filtru ulei transmisie

Filtru instalaie hidraulic

Filtru aer cabin

Filtru combustibil

Filtru ulei motor

10. Intensiti

curent

Lumin poziie

Semnalizator

Lumin frn

Faz lung

Alternator

Lumin mers napoi

Lumin spate

1. Temperatur Gaze evacuare

Ulei transmisie

Ulei hidraulic

Interior cabin

Combustibil

Lichid rcire

Ambreiaj

Ulei motor

12. Volume

(nivele)

Lichid frn

Ulei transmisie

Ulei motor

Combustibil

Lichid rcire

Ulei motor

13. Debite

fluid

Conducta de combustibil

14. Deplasri

(poziie)

Garnitur frn

Prghii de reglare

Tirant superior

15. Unghiuri asiu

Direcie

16. Timp

Mrimi indirecte msurabile la autovehicul

Tabelul 1.2

Modul de indicareMrimea

msurabil DestinaiaGradul de

ofert

Cerine de

indicareDigiralAlf

anAcusticSe


12/36


16

Modul de msurare a mrimii

Informarea

Control

Supraveghere

Reglare

Disponibil

Lacerere

Dupdorin

Permanent

Ladorin

Laeveniment

Niciunul

Din mrimi msurate

direct

i din date de

intrare

1. SpaiiVitez

deplasareTimp

. Capacitate de lucru

(productivi- tate)

Vitez de

deplasareTimp

Lime de

lucru () ()

3. Timp de lucru total Timp

4. Suprafaa total

lucratVitez Timp

Lime de

lucru

5. ncrcare (sarcin)

motor

Temperatur

gaze evacuate

Cuplu intrare

transmisie

Consum

combustibil

Turaie

motor

Turaie

motor

Turaie

motor

Putere motor

Putere motor

Putere motor

()

()

()

()

()

()

6. Putere motor n

prezent

Temperatur

gaze evacuare

Cuplu intrare

transmisie

Consum

combustibil

Turaie

motor

Turaie

motor

Turaie

motor

7. PatinareTuraie roi

motoare

Vitez

deplasare

() () (x)

8. Timp parial de

lucruTimp

9. Interval de

ntreinereTimp

1.3. CONCLUZII

Metodele, aparatele i sitemele informaionale folosite la determinarea

consumului de combustibil al motoarelor i parametrilor de lucru ai

sistemului autovehicul-main de lucru, folosesc ca baz lanurile clasice de


13/36


17

msurare avnd implementate descoperirile prezente din domeniul

mecatronicii.

Cerinele crescnde privind capacitatea de lucru a autovehiculelor i

necesitatea utilizrii economice a sursei energetice respectiv uurareacondiiilor de lucru ale operatorului impun introducerea i utilizarea ntr-o

msur din ce n ce mai mare a mijloacelor electronice. n acest fel rolul pe

care l avea autovehiculului n trecut s-a modificat esenial, nct din element

pasiv (surs de energie) autovehiculul a devenit main principal de lucru.

n final, prin folosirea electronicii la autovehicule se urmrete optimizarea

lucrrilor efectuate de autovehicul att sub aspect economic ct i calitativ.

Etapele de-a lungul crora electronica a fost implementat n domeniul

autovehiculelor au parcurs paii de la modernizarea dispozitivelor de naturelectromecanic la realizarea unui grad anumit de automatizare privind

diagnosticarea total a autovehiculului.

Introducerea i utilizarea electronicii la autovehicule reprezint soluia

optim prin care se rezolv, nu exhaustiv, cerinele legate de capacitatea de

lucru, reducerea consumului de combustibil, realizarea mediului ergonomic

aferent operatorului ce deservete sistemul autovehicul-main de lucru etc.

Considerentele prezentate mai sus au dus la transformarea autovehiculului

dintr-un sistem pasiv (tip surs de energie) ntr-unul activ (tip main

principal de lucru).

CAPITOLUL II

SENZORII FOLOSII PENTRU MSURAREA

CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL AL MOTORULUII


14/36


18

PARAMETRILOR DE LUCRU AL SISTEMULUI TEHNIC

DE TIPUL AUTOVEHICUL-MAIN DE LUCRU

2.1. ASPECTE GENERALE

n cazul sistemelor automate conducerea proceselor efectundu-se fr

intervenia direct a omului, mijloacele prin care aceasta se realizeaz-inclusiv cele

care se refer la funcia de informare- se modific n concordan cu noile condiii.

n consecin, operaiile de msurare n sistemele automate sunt efectuate de

senzori, dispozitive care stabilesc o coresponden ntre mrimea de msurat i o

mrime cu un diametru de variaie calibrat, apt de a fi recepionati prelucrat de

echipamentele de conducere (regulatoare, calculatoare de proces, etc.).Senzorul (detector, captor) este elementul specific pentru detectarea mrimii

fizice care trebuie s o msoare. Mediului cu care funcioneaz acest senzor n afara

unei mrimi x pe care acesta trebuie s o msoare i sunt proprii numeroase alte

mrimi fizice. Senzorul (elementul sensibil) se caracterizeaz prin proprietatea de a

detecta numai mrimea x eliminnd sau reducnd la un minim acceptabil

influenele pe care le exercit asupra sa toate celelalte mrimi fizice existente n

mediul respectiv.

Sub aciunea mrimii de intrare are loc o modificare de stare a senzorului,

care, fiind o consecin a unor legi fizice cunoscute teoretic sau experimental,

conine informaia necesar determinrii valorii acestei mrimi, indiferent cum s-ar

manifesta modificarea de stare a senzorului, de obicei, informaia furnizat nu poate

fi folosit ca atare necesitnd prelucrri ulterioare. Este de semnalat c potrivit

legilor fizice pe care se bazeaz detecia efectuat de senzori ct i msurarea

mrimii x, poate s apar necesitatea efecturii unor operaii de calcul liniare

(atenuare, amplificare, sumare, difereniere), neliniare (produs, ridicare la putere,

logaritmare) sau realizrii unor funcii neliniare particulare intenionat introduse

pentru compensarea neliniaritii inerente anumitor componeni i asigurarea unor

dependene liniare intrare-ieire pentru traductorul n ansamblu.

Msurarea parametrilor de stare ai elementelor componente ale sistemelor

autovehicul-main de lucru impune determinarea poziiei relative, respectiv a


15/36


19

vitezelor de deplasare a acestora ct i a sistemului fa de sol, msurarea unor

debite de fluide prin conducte, msurarea temperaturii acestor fluide i a elementelor

componente ale sistemelor ct i a unor fore, momente sau presiuni care acioneaz

asupra acestora.

2.2. SENZORI PENTRU DEPLASRI LINIARE

Aceti senzori sunt destinai n primul rnd conversiei intermediare a unei

mrimi a cror variaie se materializeaz prin sisteme mecanice, n deplasri liniare.

Domeniul acoperit este de ordinul 10-2 ... 102 mm iar cele utilizate sunt de tip

rezistiv, inductiv i capacitiv, din cadrul traductoarelor de deplasare analogice.

2.2.1. Senzori rezistivi pentru deplasri liniare

Aceti senzori sunt denumii i senzori reostatici i au ca element sensibil o

rezisten variabil (poteniometru) al crui cursor este legat de elementul a crui

deplasare se determin. Ei sunt cei mai simpli dar utilizarea lor este relativ redus

datorit erorilori rezoluiei sczute.

Principiul de funcionare al acestora se bazeaz pe dependena liniar care

exist ntre rezistena electric R a unui conductori lungimea l a acestuia :

s

l

R = (2.1)

unde: reprezint rezistivitatea materialului;

S - seciunea conductorului.

Deoarece principalele surse de erori la aceti senzori sunt variaia

temperaturii mediului i erorile de conatact, se impune utilizarea pentru firul

conductor a unui material cu coeficient de variaie a rezistivitii cu temperatura

foarte mic (manganin, constantan, nicrom) pentru cursor, lamele sau perii din fire

de argint grafitat iar pentru carcas, materiale ceramice cu izolaie foarte bun i

stabile din punct de vedere dimensional la variaii de temperatur. Circuitul electric

de conectare a senzorului n vederea msurrii reprezint o punte Wheatstone sau un

divizor de tensiune. n cazul divizorului de tensiune n figura 2.1 este prezentat

schema de montaj i caracteristica static a senzorului. n cazul divizorului de


16/36


20

tensiune la bornele rezistorului R se aplic o tensiune continu de alimentare Uo, iar

de pe cursor se culege tensiunea de ieire Ue a crei valoare depinde de poziia

cursorului pe rezistorul R (rezistena Rx) i de valoarea rezistenei de sarcin Rs.

Expresia matematic a acestei dependene este

( )nmnn

U

U

+=

110

0 (2. 2)

n care:

s

x

R

Rm

x

x

R

Rn === ;

max

;

Fig. 2.1 Traductor reostatic [13]:

a- schema de montaj a senzorului n circuit poteniometric n vederea msurrii;

b- caracteristica static a traductorului.

Dependena

=

max0 x

xf

U

Uereprezint caracteristica static a senzorului

rezistiv. Conform relaiei (2.1) i figurii 1.1 se observ c dac 0; mRs ,

deci caracteristica static a senzorului este liniar.

n practic aceast condiie nu se poate ndeplini i de acea se accept

condiia Rs = 10R ceea ce duce la valori acceptabile. Domeniul de msurare alacestor senzori este de 0 la 300 mmm.

2.2.2. Senzori inductivi de deplasare liniar


17/36


21

Funcionarea acestor senzori se bazeaz pe variaia impendanei unei bobine

sub aciunea mrimii de msurat (poziie sau deplasare) i din punct de vedere

constructiv poate fi de tipul cu miez mobil sau cu ntrefier variabil.

Senzori inductivi cu miez mobil (fig. 2.2) Fa de montajul de baz n care

senzorul este o bobin cu lungimea l n interiorul creia se deplaseaz un miez

feromagnetic i care are o caracteristic static pronunat neliniar, folosirea

senzorului inductiv cu dou bobine n montaj diferenial prezint att avantajul

anulrii forelor de atracie parazite exercitate asupra miezului ct i o caracteristic

static mult mai liniar.

Fig. 2. 2. Senzor inductiv de deplasare cu miez mobil cu doubobine conectate n sistem diferenial [2].

Pentru msurare, cele dou bobine se monteaz n braele alturate ale unei

puni Wheatstone alimentat n c.a. de la o surs avnd Uef i cunoscute i

constante. Deplasarea miezului mobil fa de poziia de echilibru are ca efect final

apariia unei diferene de impedane:

Z = Z1 - Z2 (2.3)

Punerea n eviden a acestei diferene Z se face cu ajutorul punii

Wheatstone.


18/36


22

O variant asemntoare o prezint aceea la care bobinele din montajul

diferenial constituie secundarul unui transformator. Traductorul astfel format se

numete transformator diferenial liniar variabil (TDLV).

Elementul sensibil este compus dintr-o bobin primar i dou bobine

secundare plasate simetric ntr-o capsul cilindric (fig. 2.3).

Fig. 2.3. Senzor de tipul diferenial liniar variabil [2].

n interiorul bobinei se afl un miez magnetic deplasabil pe distana x, care

asigur nchiderea fluxului magnetic.

Cnd bobina primar este alimentat de la o surs extern de c.a. n bobinele

secundare se induc tensiuni ntruct bobinele secundare sunt legate n sens contrar,

tensiunile induse fiind n opoziie de faz. Astfel, la ieire se obine diferena

tensiunilor induse. Diferena este nul cnd miezul se afl n centrul bobinei, poziie

considerat zero.

Performanele specifice senzorilor cu miez mobil sunt:


19/36


23

-lipsa frecrilor la deplasarea miezului, de unde durata de via foarte mare;

-rezoluie i reproductibilitate foarte bune;

-insensibilitatea la deplasri radiale ale miezului;

-posibilitatea de protecie a bobinelor de medii corozive cu presiuni i

temperaturi ridicate;

-asigurarea separrii galvanice;

-posibiliti de optimizare a factorului de calitate.

Senzori inductivi cu ntrefier variabil.

Funcionarea lor se bazeaz pe modificare ntrefierului unui electromagnet

(modificarea distanei x dintre armturi) . Caracteristica static a traductorului L =

f(x) este dat de relaia:

][2

02

Hx

SN

R

NL

== (2. 4)

n care: R este reductana magnetic a circuitului;

0 - permeabilitatea magnetic a mediului, (pentru aer0 = 4 10-7 H /

m);

N - numrul de spire al bobinei;

S - seciunea circuitului magnetic;

x - mrimea (lungimea ntrefierului).Aceste tipuri de traductoare au caracteristica staticL = f (x) neliniar dar

care poate fi liniarizat pe poriuni mari.

2.2.3. Senzori capacitivi de deplasare liniar.

La acet senzori mrimea de msurat acioneaz asupra unui condensator

modificnd unul din parametrii ce determin capacitatea acestuia: distana dintre

armturi, suprafaa armturilor i permitivitatea dielectricului. n cazul

condensatorului plan, capacitatea c este dat de relaia:

x

SC

= (2.5)

n care: este permitivitatea dielectricului (pentru aer = 0,85 10-12 F/m);

S - suprafaa armturilor;

x - distana dintre armturi.


20/36


24

Posibilitile de modificare a capacitii condensatorului plan ct i

caracteristicile statice corespunztoare sunt redate n figura 2.4

Fig. 2.4. Senzori capacitivi de deplasare i caracteristicile lor statice [13]:

a-modificarea capacitii prin modificarea suprafeei S;

b-modificarea capacitii prin modificarea dielectricului;c-modificarea capacitii prin modificarea dielectricului cu montaj diferenial.

Senzor capacitiv cu modificarea suprafeei S (fig. 2.4 a)

Considernd feele unui condensator plan de dimensiuni a x b i notnd cu x

deplasarea relativ a unei fee fa de cealalt se obine o sensibilitate constant.

d

a

x

CS

=

= (2.6)

Se constat c o suprafa mai mare i o distan dintre armturi mai redus

mresc sensibilitatea senzorului.

Senzor capacitiv cu modificarea dielectricului (fig. 1.4 b)Un astfel de senzor este construit din dou armturi cilindrice fixe ntre care

se deplaseaz un manon din material izolator (dielectric) cu o constant diferit

de cea a aerului, alunecnd cu frecare ct mai redus.

Modificarea capacitii datorate deplasrii dielectricului poate fi exprimat

prin relaia:

( )

d

Dxl

d

DxC r += 00 22 (2.7)

unde: rreprezint permeabilitatea relativ a manonului.

Scheme pentru realizarea conversiei n semnal util a mrimii de msurat cu

ajutorul unui senzor capacitiv diferenial este redat bn figura 2.5


21/36


25

Condensatorul C1i C2 se conecteaz ntr-o punte Sauty, avnd n celelalte

dou brae.

Fig. 2.5. Schema pentru realizarea conversiei n semnal util a mrimii de msurat

utiliznd un senzor capacitiv difereniat [14].

Puntea este alimentat la o tensiune sinusoidal cu frecvena 500 ... 5 000 Hz.

Tensiunea de dezechilibru este preluat de un amplificator A i de un redresor

sensibil de faz RSF. Condensatorul Ca este utilizat pentru modificarea sensibilitii

punii (acord).

Trebuie remarcat c orice schem pentru conversie n semnal util a variaiei

capacitii senzorilor necesit un etaj de amplificare cu impedan mare, deoarece la

modificri de capacitate relativ mici (20 ... 200 pF), chiar utilizarea unor frecvene

ridicate (2 ... 20 kHz) rezult impedane de ieireC

Z

=1

de ordinul sutelor de

k i chiar a M.

2.3. SENZORI PENTRU DEPLASRI UNGHIULARE

Problema deplasrilor unghiulare prezint dou aspecte :

a. msurarea propriu-zis a unghiurilor ntre 0 - 1800 sau 0 - 3600 ;

b. ca metod de msurare indirect a deplasrilor liniare i pentru situaii n

care domeniul liniar corespunde mai multor rotaii complete ale elementului mobil al

senzorului propriu-zis.


22/36


26

Fig. 2.6. Senzor rezistiv

pentru deplasri liniare [2]

n cazul de fa ne vom referi la msurarea deplasrilor unghiulare ntre 0 -

3600 ca domeniu acoperitor pentru cazul elementelor componente ale sistemului

autovehicul-main de lucru.

Din punct de vedere funcional aceti senzori se aseamn foarte mult cu cei

pentru deplasri liniare, diferind doar din punct de vedere constructiv.

2.3.1. Senzori rezistivi pentru deplasri unghiulare(fig. 2.6)

Funcionarea acestor senzori este asemntoare cu funcionarea senzorilor

liniari n montaj poteniometric, fapt pentru care se mai numesc i

servopoteniometre relaia care exprim funcionarea acestora este :

= ax

UU (2.8)

Aceste servopoteniometre se regsesc ntr-una din cele dou categorii:-uniturn la care max ia valori pnla 358

0 iar pentru valori mai reduse se

utilizeaz opritori;

-multiturn pentru domenii ce depesc 3600.

Variantele standard pot efectua 3 sau 10 rotaii avnd rezistena aplicat pe

un suport elicoidal.

Dac aceti senzori sunt echipai cu un sistem

mecanic corespunztor se pot utiliza pentru msurarea

deplasrilor liniare n domeniul metrilor (5 ... 10 m).2.3.2. Senzori inductivi pentru deplasri

unghiularen principiu aceti senzori funcioneaz ca i cei

pentru deplasri liniare fiind ns adaptai pentru

deplasri unghiulare.

Cel mai utilizat senzor pentru deplasri unghiulare este transformatorul

relativ diferenial variabil (TRDV). Schema constructiv i caracteristica static a

acestui tip de senzor este prezentat n figura 2.7.


23/36


24/36


28

Pentru msurarea incremental a deplasrii se aplic principiul unitii de

lungime sau de unghi ntr-un numr finit de elemente echidistante (fig. 2.9).

Fig. 2.9. Traductor incremental pentru deplasare i poziie [2].

Prin deplasarea sau rotirea piesei mobile a traductorului diviziunile i

delimitrile lor sunt percepute de un senzor (fotoelectric, magnetic, etc.) fiind

transformate n impulsuri de tensiune sau curent crora li se pot ataa semnalele

logice 1 i 0 fiecare impuls reprezentnd un increment de deplasare L bine

determinat. Astfel o lungime L poate fi aproximat ca o sum de incremeni L cu

precizia L. Dac n timpul parcurgerii distanei L din punctul A1 pn n punctul

A2 aceste impulsuri sunt numrate i memorate, se obine o informaie asupra

deplasrii elementului acionat.

Spre deosebire de traductoarele incrementale de deplasare, cele de poziie

folosesc n paralel mai multe trenuri de impulsuri (fig. 2.10).


25/36


29

Fig. 2.10 Traductoare de poziie [2]:1-rigl (disc) codicat ; 2-senzor; 3-circuit de decodificare;

4-bloc de afiare n sistem zecimal.

Fa de primul canal informaional luat ca referin pentru care limea

impulsului este L, celelalte canale informaionale primesc n ordine impulsuri cu

lime cresctoare, lime care este dat de irul 21 L; 22 L; .....2nL (unde nreprezint numrul de canale informaionale).

Prin citire concomitent de ctre cei n senzori a canalelor informaionale

corespunztoare n concordan cu regulile de formare a codului binar, la orice

poziie a piesei mobile ntre A1 i A2 va corespunde o informaie numeric n cod

binar prin numrul anan-1 ... a1a0 sau n zecimal a02

0+ a

12

1+ ... + a

n2

n unde

a0, a

1, ... a

n pot avea valorile 1 sau 0.

Traductoarele de poziie unghiulare n acest caz i pstreaz caracterul doarpentru deplasri unghiulare mai mici sau egale cu 3600.


26/36


30

2.5. SENZORI PENTRU MSURAREA VITEZELOR

UNGHIULARE I DE DEPLASARE A SISTEMELOR DE

TIPUL AUTOVEHICUL- MAIN DE LUCRU

Viteza, prin definiie este o mrime vectorial. innd seama c direcia de

deplasare a unui corp n micare (suportul) este n general fix, n general senzorii

pentru msurarea vitezei furnizeaz un semnal care reprezint modulul i eventual

sensul acestei mrimi.

Cunoaterea vitezelor unghiulare a elementelor componente ale sistemului

autovehicul-main de lucru este necesar pentru stabilirea condiiilor reale de

funcionare a acestora ct i pentru luarea unor decizii n vederea acionrii asupra

elementelor de comandi reglaj pentru aducerea acestora n limitele de funcionareoptime.

Elementele componente ale sistemului tehnic autovehicul-main de lucru a

cror viteze unghiulare sunt necesare a fi cunoscute sunt:

-motor (termic sau electric);

-elemente ale transmisiei i a sistemului de rulare;

-prize de putere;

-arbori de acionare a aparatelor de distribuie, ventilatoare, transportoare,

etc.

2.5.1.Senzori pentru msurarea vitezelor unghiulare

Msurarea vitezelor unghiulare (turaiilor) se poate realiza pe cale mecanic

sau electric. Pentru echiparea sistemului autovehicul-main de lucru n vederea

controlului parametrilor funcionali interes prezint senzorii pentru msurarea

turailor pe cale electric.

Senzori cu contacte pentru msurarea turaiilor (fig. 2.11)

Se pot utiliza pentru msurarea turaiilor prin montarea pe un arbore cu dou

inele, unul cu contact continuu iar altul cu zone izolate i zone de conducie. La

fiecare inel este prevzut cte o perie colectoare (din cupru sau argint grafitat) care

trimite impulsurile electrice care apar prin nchiderea, respectiv deschiderea

circuitului la un circuit de formare i msurarea a turaiei.


27/36


28/36


32

Fig. 2.12. Senzor cu reluctan variabil[14].

Frecvenaf a tensiunii electromotoare induse este egal cu turaian n rot /

s multiplicat cu numrul de dini (goluri) ai discului.

f = z r (2.9)

n vederea utilizrii acest senzor se conecteaz la un adaptor analogic (fig.

2.13) sau la un adaptor numeric. Pentru aceasta semnalul furnizat de senzor trebuie

prelucrat corespunztor astfel nct la ieire s se obin o tensiune UE dependent de

turaia discului cu fante (2.14)

Domeniul de utilizare a acestor senzori este ntre 100 ... 300 rot / min i

depinde de numrul de dini i de viteza periferic a elementului de msurat.

Fig. 2.13. Schema bloc de utilizare a senzorului cu reluctanvariabil folosind un adaptor [14].


29/36


33

Fig. 2.14. Dependena tensiunii Ue de turaia discului cu fante [14].

Senzori de proximitate pentru turaii

Structura acestor senzori este prezentat n figura 2.15. Discul D din material

feromagnetic, prevzut cu o fant i fixat pe axul a crui turaie se msoar, se

rotete ntre bobinele L1i L2 care fac parte din oscilatorul de nalt frecven OF.

Fig 2.15. Senzor de proximitate pentru turaii [13].

Atunci cnd fanta se gsete n dreptul bobinelor, cuplajul magnetic dintre ele

este realizat i oscilatorul funcioneaz.tensiunea U0 de nalt frecven, furnizat de

acesta este detectati filtrat de ctre blocul D + F (detector + filtru) obinndu-se

la ieire o tensiune UE de nivel mare (UH). Dac discul D obtureaz ntrefierul dintre

bobinele L1 i L2, atunci cuplajul magnetic dintre ele este ntrerupt, oscilatorul se


30/36


34

blocheazi la ieirea filtrului se obine o tensiune UE de nivel jos (UL). Forma de

variaie a tensiunii UE este asemntoare cu cea din figura 2.16.

Fig. 2.16. Forma de variaie a tensiunii Ue n cazul unui senzorde proximitate pentru turaii [14].

O condiie de bun funcionare a acestui tip de traductor este ca distana

dintre bobine s fie de 1 ... 3 mm iar la trecerea discului cu fante printre bobine,

acestea s fie obturate, respectiv descoperite complet. Un astfel de senzor se poate

utiliza de la turaii joase pn la 106

rot / min cu condiia ca frecvena oscilatorului sfie mai mare de 1 MHz iar amorsarea respectiv ntreruperea oscila iilor s se fac

rapid. Ca variant constructiv se poate exemplifica senzorul de promixitate TCA.

105N.

Senzori fotoelectrici pentru msurarea turaiei

Pentru determinarea variaiei unui flux luminos se pot utiliza elemente

fotoelectrice (celule fotoelectrice, fotorezistene, fotodiode, fototranzistori), variaia

fiind dependent de viteza la rotaie a elementului cruia i se msoar turaia.Variaia fluxului luminos n funcie de turaie se poate obine prin dou

metode:

-ntreruperea fluxului luminos cu ajutorul unui disc cu fante (fig. 2.17 a);

-reflexia fluxului luminos cu ajutorul unui element reflectorizant plasat pe

arborele a crui turaie se msoar (fig. 2.17 b)


31/36


35

Fig. 2.17. Senzori fotoelectrici pentru msurarea turaiei [2]a-prin ntreruperea fascicolului luminos;

b-cu reflexie discontinu a fascicolului luminos.

Sursa de lumin 2 i elementul fotoelectric 3 se plaseaz n aa fel nct

fluxul luminos s fie lsat liber respectiv s fie ntrerupt n totalitate n cazul 1,

respectiv fluxul s ajung de la sursa de lumin la elementul fotoelectric prin

reflecie discontinu. Pentru a funciona corespunztor este bine ca sursa 2 i

elementul fortoelectric 3 s fie prevzute cu lentile pentru focalizarea fasciculului

luminos.

Sursa luminoas respectiv elementul fotoelectric pot lucra n spectru vizibil sau n

infrarou dar n ambele cazuri toate elementele menionate inclusiv circuitele

electronice de formare i de prelucrarea a impulsurilor electrice obinute trebuie s

fie montate ecranat pentru a nu fi perturbate de radiaii luminoase sau de unde

electromagnetice.

Senzori magnetici pentru msurarea turaiei

Senzorii magnetici pentru msurarea turaiei care funcioneaz pe baza

efectului Hall pot fi utilizai pentru realizarea unor traductoare de turaie (exemplu

SM 230, SM 240).


32/36


36

n figura 2.18 este prezentat schema de amplasare a senzorului magnetic nvederea msurrii turaiei unui element.

Fig. 2.18. Schema de amplasare a senzorului magnetic n scopul msurrii turaiei [14]

Senzorul magnetic SMC i magnetul permanent M sunt aezai de o parte i

de alta a discului D, realizat din material feromagnetic, fixat pe axul A a crui turaie

se determin. SMC i M sunt situai pe o dreapt paralel cu axul A, iar discul are o

decupare mai mare dect suprafaa activ a senzorului. Distana dintre SMC i M se

alege astfel nct, atunc cnd decuparea se afl n dreptul lor, s fie atins pragul de

deschidere al senzorului. Pe de alt parte cnd partea plin a discului se afl ntre

SMC i M acesta trebuie s ecraneze cmpul magnetic i s determine blocarea

senzorului.

O condiie de ecranare mai este legat de grosimea discului, care nu trebuie

s depeasc 1mm.

Notnd cu Ue tensiunea de ieire a senzorului magnetic i menionnd c

pentru senzor deschis Ue este de nivel logic 0 , iar pentru senzor blocat Ue are

nivel logic 1, forma de variaie a tensiunii Ue este dat n figura 2.19.

Fig. 2.19 Forma de variaie a tensiunii [14].

O cerin important este ca discul din material feromagnetic s nu aib bti

sau vibraii.

Ca avantaje, se menioneaz domeniul foarte mare de turaii variabile (0107

rot/min), structura integrat a senzorului, iar ca dezavantaj se menioneaz faptul c

trebuie ataat discul din material feromagnetic pe axul a crui turaie se msoar.


33/36


37

n general senzorii pentru msurarea turaiei prin impulsuri electrice se

introduc ntr-un circuit electronic (turometru) a crui schem bloc este prezentat n

fig. 2.20. Astfel, impulsurile electrice la senzorul S sunt transmise formatorului de

impulsuri FI care le aduce la forma dreptunghiular (de obicei un Trigerr Schmitt) i

dup amplificare n amplificatorul AI se poate aplica unui frecvenimetru numeric.

Dac afiarea se face analogic, sau turometru se folosete n scopul controlului

automat, impulsurile sunt trecute printr-un frecvenimetru analogic. Acesta cuprinde

circuitele de fixare a limii LI i a aplitudinii AI dup care impulsurile formate sunt

detectate i filtrate de filtrul DF. Ca suport de informaie se obine la ieire dup A2 o

tensiune U sau dup A3.

Fig. 2.20. Schema bloc a unui senzor pentru msurarea turaieiprin impulsuri electrice [13]

2.5.2. M surarea vitezelor liniare de deplasare a diferitelor elemente

componente unele fa de celelalte aflate n micare de translaie se poate face prin

metode directe. Astfel cu ajutorul unui senzor inductiv de c.c. (fig. 2.21) cuplnd

mecanic tija de legtur 3 cu obiectul sau sistemul a crui vitez liniar se msoar;

se realizeaz micarea solenoidului mobil 2, n cmpul magnetic generat de magnetul

permanent 1.

Fig. 2.21. Schema de principiu a unui senzor inductiv de curent continuu [2].


34/36


38

Drept urmare se obine o tensiune electromotoare n gol e, a crei mrime

este proporional cu viteza de deplasare v, a solenoidului mobil, adic cu viteza

liniar a sistemului mecanic legat de tija solenoidului.

O alt metod de determinare a vitezei liniare ar fi cea prin care se determin

spaiul parcurs ntr-un interval de timp dat.

Pentru determinarea spaiului parcurs de elementul aflat n micare se

utilizeaz un traductor incremental de deplasare, de exemplu unul cu senzor

fotoelectric (vezi fig. 2.9). Impulsurile primite de la senzorul fotoelectric sunt

numrate de numrtorul N (fig. 1.22), pe o durat fix T.

Fig. 2.22. Schema unui turometru electronic pentru msurarea turaieiprin impulsuri electrice [13].

Rigla R, gradat cu repere uniform distanate x, se mic solidar cu mobiluli se gsete ntre sursa luminoas SL i elementul fotoelectric ES. Impulsul de

durat este obinut de la un generator de tact GT prin intermediul generatorului

monoimpuls GMI la comanda start . Poarta logic I P e deschis pe durata T,

iar impulsurile generate de ctre senzorul fotoelectric i formate de formatorul de

semnal FS sunt numrate de numrtorul N. n acest numrtor se va nscrie

numrul :

N = f T (2.10)

unde :f reprezint frecvena impulsurilor date de senzor.

Dac n timpul T mobilul parcurge distana care, atunci:

xT

xf

= (2.11)

Deci,

x

T

T

xN= (2.12)


35/36


39

Deoarece =

Kx

Tconstant, rezult,

KvT

KxN == (2.13)

2.5.3. Msurarea vitezelor reale de deplasare a sistemului autovehicul-

main de lucru fa de sol

Viteza real a sistemului se poate msura prin convertirea vitezei unghiulare

a unei roi de direcie de sprijin sau auxiliare, care ruleaz fr alunecare n viteza

liniar, cunoscnd raza de rulare a roii respective.

v = r (2. 14)

sau

rn

v30= (2.15)

unde: reprezint viteza unghiular a roii;

n -- turaia roii respective ;

r -- raza de rulare

Schema de principiu privind msurarea vitezei liniare cu ajutorul unei roi

auxiliare este prezentat n figura 2 .23. Axul roii se rotete cu viteza unghiular

care este proporional cu viteza de deplasare v, a sistemului (vezi relaia 2.14)

Fig. 2.23 Schema de principiu a unui traductor cu impulsuri pentru msurarea

vitezelor de deplasare a sistemului autovehicul main de lucru [13].


36/36


Viteza auxiliar a roii 3 se determin cu un traductor de turaie 5 cu senzori

inductivi, de proximitate, fotoelectrici sau magnetici n funcie de posibilitile de

montare i condiiile concrete de funcionare. Discul 4 corespunztor tipului de

senzor folosit, este montat solidar cu roata, iar numrul de fante se alege n funcie de

mrimea razei de rulare a roii, n aa fel nct la un metru liniar parcurs s se

primeasc un numr ntrg de impulsuri, n acest fel putndu-se msura i spaiul real

parcurs de sistemul autovehicul-main de lucru.

Eventualele reglaje n acest caz, se pot face prin modificare a razei de rulare a

roii cu ajutorul arcului 7 sau prin modificarea presiunii din pneu.

n cazul autovehiculelor cu o singur punte motoare (4 x 2) senzorul pentru

msurarea vitezei unghiulare i implicit a celei de deplasare se poate monta pe

puntea din fa a acestuia iar discul cu fante pe una din roile de direcie, ca n figura

2. 24.

Fig. 2.24 Schema sistemului de msurare a vitezei unghiulare la autovehiculele 4 x 2

[14]:

1-roat de direcie; 2-senzor pentru msurarea vitezei unghiulare;

3-disc cu fante; 4-punte fa.

Documents

Introducere Masuratori Marimi, Senzori