Что представляет собой аналого-цифровой преобразователь частоты вращения?

В современных системах централизованного контроля угол поворота (частота вращения) преобразуется в цифровой код. В настоящее время разработано значительное количество преобразователей непрерывной величины (частоты вращения) в дискретный сигнал. Простейшим аналого-цифровым преобразователем, работающим по принципу счета, является датчик, основные части которого: диск из немагнитного материала с прорезями и трансформатор из двух половинок с обмотками. Если между двумя частями магнитопровода трансформатора находится прорезь диска, то магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, не экранируется, и в выходной обмотке будет наводиться ЭДС. При этом формируется кодовый сигнал, равный 1. Когда диск перекрывает магнитопровод трансформатора, магнитный поток ослабляется, и на выходе наблюдается минимальная электродвижущая сила (ЭДС), соответствующая коду «О». Подсчитывая импульсы, за единицу времени можно указать точно частоту вращения.

С вращающейся деталью соединено кольцо из ферромагнитного материала, имеющее вырез. Вблизи кольца устанавливается головка датчика с катушкой (рис.27, а, б). Благодаря вырезу магнитный поток Ф изменяется, вследствие чего в катушке датчика индуцируются импульсы напряжения. Частота импульсов равна частоте вращения детали. Амплитуда импульсов напряжения V a тем больше, чем меньше воздушный зазор между кольцом и датчиком и чем больше скорость прохождения выреза мимо головки датчика. Конструкция импульсного датчика показана на рис.28.

Вместо кольца с вырезом могут применяться шайбы с несколькими вырезами или кулачками, а также шестерни. Количество вырезов или кулачков выбирают в соответствии со значением измеряемой частоты вращения, чтобы со считывание импульсов было надежным, без «пропусков». Вырезы или кулачки располагают симметрично. Воздушный зазор принимают в диапазоне 0,3-0,8 мм.

Для определения направления вращения устанавливают два датчика таким образом, чтобы между фазами индуцируемых в них напряжений был сдвиг 90°.

Как действует импульсный датчик с колебательным контуром?

В магнитной головке датчика устанавливают колебательный контур, на обратную связь которого влияет магнитное прерываемое поле в воздушном зазоре. Когда в поле попадает предмет, обладающий электрической проводимостью, колебательный контур вырабатывает достаточную энергию для того, чтобы амплитуда колебаний уменьшилась до нуля. Падение напряжения, которое зависит от амплитуды колебаний, измеряется резистором. Период колебаний, вырабатываемых осциллятором (oт 100 кГц до нескольких МГц), настолько мал, что можно измерить импульсы частотой до нескольких килогерц. Можно и измерять частоту вращения до нулевого значения.

Работа датчика не зависит от магнитных свойств вращающейся детали. Можно использовать такие датчики и для измерения положения или угла.