ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Обоснование и выбор проектируемого устройства

В соответствии с техническим заданием спроектируем потенциометрический датчик угловых перемещений. Для обеспечения работы датчика в диапазоне используем схему включения со средней точкой. Для этого присоединим дополнительный вывод к середине обмотки потенциометра.

Недостаток данной схемы является уменьшение максимального выходного сигнала до . Однако это позволит измерять угловое перемещение в заданном диапазоне.

На рис.8.а ) показана схема включения потенциометрического датчика, а на рис.8.б эквивалентная расчетная схема. Точка подключения щетки к потенциометру (точка С) делит сопротивление резистора R₀ на два участка – от точки А до точки С и от точки С до точки В. Положение щетки определяется расстоянием Х от точки А до точки С. Полная рабочая длина потенциометра от точки А до точки В равна L. Для удобства записи введем относительное перемещение щетки . Если сопротивление потенциометра R₀ равномерно распределено по его длине, то сопротивление отдельных участков потенциометра составит , . Рассмотрим сначала работу датчика на холостом ходу, без подключения нагрузочного резистора. В этом случае ток в нагрузку не ответвляется и на выход поступает падение напряжения на участке АС.

. (2)

а) б)

Рис.8.Реверсивные схемы потенциометрического датчика.

В схеме на рис. 8, а используется потенциометр с неподвижным выводом от средней точки намотки. Выходное напряжение снимается с движка и средней точки. При переходе движка через среднюю точку выходное напряжение изменяет свой знак: при питании переменным током фаза изменяется на 180°, а постоянным током — полярность изменяется на противоположную.

На рис представлена конструкция потенциометрического датчика для измерения угловых перемещений. Датчик представляет собой прямоугольный каркас 1 с обмоткой 2, по которой скользит движок 3. Для съема сигнала с

перемещающегося движка служит добавочная щетка 4, скользящая по токосъемному кольцу 5. Выходное напряжение датчика угловых перемещений пропорционально углу поворота недвижной части первичного измерителя, соединенного с осью движка.

Основные требования к каркасу потенциометра:

Ø прочность;

Ø стабильность размеров;

Ø теплопроводность.

Для обмотки потенциометрического датчика чаще всего приме­няют провод из манганина, константана и других проводниковых материалов, имеющих малый температурный коэффициент сопро­тивления. Характеристики некоторых про­водниковых материалов, используемых для потенциометрических датчиков, приведены в табл.1.

Таблица 1. Материалы проводов, используемых для потенциометрических датчиков

Провод наматывается на каркас с некоторым натяжением. При этом необходимо, во-первых, чтобы при понижении температуры провод не распускался из-за разных температурных коэффициентов линейного расширения материалов провода и каркаса; во-вторых, чтобы при нагреве корпуса провод при растяжении не достигал пре­дела упругости. После намотки провода на каркас для укрепления витков и предохранения их от смещения всю поверхность покрывают тонким равномерным слоем бескислотного лака.

Основные требования к обмоточному проводу:

Ø стабильное и высокое удельное сопротивление;

Ø температурная стабильность удельного сопротивления;

Ø устойчивость против влияния коррозии;

Ø устойчивость к механическому истиранию при скольжении щетки по обмоточному проводу;

Ø стабильность свойств по длине провода.

Движок потенциометрического датчика вы­полняется в виде пластинчатых щеток из серебра, серебра с палла­дием или (реже) фосфористой бронзы. Контактное усилие при этом принимается равным 0,05—0,1 Н, что обеспечивает силу тре­ния не более 3 • 10^-2 Н. Для точных датчиков при d< 0,1 мм дви­жок делается из сплавов платины с иридием, бериллием или сереб­ром в виде двух—пяти тонких параллельных проволок. Контактное усилие при этом принимается равным 10^-3—10^-2 Н, т. е. иногда оно достигает 2 • 10^-4 Н (20 мг) на отдельный контакт. Столь малые контактные усилия необходимы для высокоточных потенциометрических датчиков, используемых, например, в ответственных косми­ческих объектах.

Основные требования к щеткам потенциометрического датчика:

Ø обеспечение надежного и стабильного контакта с обмоточным проводом;

Ø высокая коррозионная стойкость;

Ø устойчивость к механическому истиранию при скольжении щетки по обмоточному проводу;

Ø обеспечение надежного контакта с обмоточным проводом при действии вибрации, перегрузок и ударов.

Расчет и выбор элементов

Определим соотношение величин сопротивления нагрузки и датчика, если максимальная погрешность

Найдем токи протекающие в обмотке потенциометра. Так как введение средней точки делит потенциометр на 2 участка и , а к подключается , тогда

Для обмотки потенциометра будем использовать провод из константа марки МНМц43-0.5 ГОСТ 1790-77. Из справочной литературы находим диаметр провода соответствующий найденным токам из стандартного ряда диаметров проводов: . Площадь поперечного сечения провода:

Найдем длину обмоточного провода:

,

где

- сопротивление потенциометра,

- удельное сопротивление провода,

- диаметр обмоточного провода.

Найдем число витков потенциометра:

Найдем длину одного витка провода

Найдем геометрические размеры каркаса датчика:

, где

- ширина каркаса.

- высота каркаса.

d – диаметр обмоточного провода.

r – радиус скругления каркаса.

,

Найдем длину корпуса:

, где

- диапазон перемещений.

- радиус окружности каркаса.

Зададим = 5 см, а диапазон перемещения = (несколько больше хода щетки потенциометра) , тогда

Описание конструкции

Сборочный чертеж конструкции выполнен на листе А2, в Приложении 1 приведена спецификация сборочного чертежа.

Датчик состоит из:

1. Крышка. Она сделана из стали марки Сталь 10 ГОСТ 1050-88.

Имеется отверстие для выходного вала датчика, глухое отверстие для размещения подшипника качения и проушина для крепления крышки к корпусу.

5. Корпус. Он изготовлении из стали марки Сталь 10 ГОСТ 1050-88. Имеется глухое отверстие для размещения подшипника качения, проушина для крепления крышки, кронштейн для крепления датчика .

6. Каркас с обмоткой. Сделан из стеклотексталита ГОСТ 10292-74. Имеет два отверстия с резьбой в нижней части для крепления к корпусу датчика.

7. Вал. Изготовлен из стали марки Сталь 10 ГОСТ 1050-88. Имеются два отверстия со шпоночным пазом. Первое – для регулировки и надежного закрепления щетки потенциометра, второе - для муфтового соединения.

8. Щетка изготовлена из стали марки Сталь 10 ГОСТ 1050-88. Имеется отверстие с резьбой, для надежного крепления щетки к валу датчика.