Dwiczenie 8 

Pomiary kąta obrotu 

1.  Pomiar kąta obrotu za pomocą potencjometru – zalety, wady. 

a.  Z elementem rezyst. w kształcie fragmentu łuku. Zmiana rezystancji będzie zależna od kąta obrotu 

suwaka, przy czym może to byd zależnośd liniowa. Logarytmiczna lub inna. Wielkością wyjściową jest 
spadek napięcia na części rezystancyjnej. 

b.  Zalety: 

i.  Dośd duża dokładnośd 

ii.  Duży zakres? 

c.  Wady: 

i.  Szum na stykach 

ii.  Skooczona rozdzielczośd 

iii.  Względnie duży moment potrzebny do przemieszczenia suwaka 
iv.  Sygnał wy. o charakterze analogowym. 

2.  Pomiar kąta obrotu metodą ind. I pojemnościową – zalety, wady. 

a.  Indukcyjną:  dwa  jednakowe  uzwojenia  zasilane  szeregowo,  a  rdzeo  przemieszcza  się  z  pozycji 

centralnej  pomiędzy  uzwojeniami  zmieniając  ind.  Cewek  i  tym  samym  rozkład  spadków  napięcia 
pomiędzy uzwojeniami 

b.  Pojemnościową:  elektrody  ukształtowane  cylindrycznie  i  z  wprowadzonym  pomiędzy  elektrody 

dielektrykiem, co również nie wymaga doprowadzenia napięcia do części obrotowej.  

c.  Zalety: 

i.  Nie wymaga doprowadzenia napięcia do elementu ruchomego. 

d.  Wady: 

i.  Na rdzeo elementu mogą działad siły spowodowane polem magnetycznym cewek. 

3.  Pomiar kąta obrotu metodą inkrementalną. 

a.  Element  obrotowy  posiada  tarczę,  na  obrzeżu  której  znajdują  się  szczelinki  lub  biało-czarne  paski, 

identyfikowane  przez  układ  optyczny.  W  przypadku  szczelin  strumieo  świetlny  np.  diody 
elektroluminescencyjnej przenika przez szczelinę i dochodząc do fotodiody lub fotorezystora zmienia 
jego stan pracy. W przypadku czarno-białych pasków fotodioda lub fotorezystor reagują na różnicę 
współczynników  odbicia  powierzchni  czarnej  i  białej.  Problemem  jest,  szczególnie  w  przypadku 
odbitego strumienia, zapewnienie wymaganej rozdzielczości zależnej od liczby pasków na krawędzi i 
jednocześnie ograniczenia strumienia świetlnego tak, by oświetlał on tylko jeden pasek. Zliczane są 
tylko zmiany wartości impulsów a nie czas ich trwania. 

4.  Pomiar kąta obrotu metodą kodową. 

a.  Stosujemy paski o odpowiednim kodzie umieszczone centrycznie na tarczy. Najczęściej stosowanym 

jest kod Grey’a, charakteryzujący się tym, iż dla kolejnej wartości następuje zmiana zera na jedynkę 
lub odwrotnie tylko na jednej pozycji. W metodzie tej używa się wielu układów optoelektronicznych 
(tyle  ile  jest  ścieżek).  Najczęściej  stosuje  się  przetworniki  kąt/cyfra  posiadające  od  ośmiu  do 
dwunastu ścieżek. 

5.  Sposób redukcji błędu ekscentryczności tarczy. 

a.  Stosuje się drugi przeciwległy odczyt przesunięty o 180 stopni, a następnie wyznacza średnią. 

6.  Budowa i zasada działania hallotronowego czujnika kąta obrotu. 

a.  Hallotron zamontowany na części nieruchomej w osi wałka natomiast magnesy w postaci pierścienia 

znajdują  się  na  obracającym  się  wałku.  Obrót  wałka  z  magnesami  powoduje  zmianę  wzajemnego 
położenia  strumienia  magnetycznego  i  hallotronu.  Dla  kąta  odchylenia  alfa  równego  0  strumieo 
przenika  hallotron  i  napięcie  Halla  U

H

  jest  równe  0.  Obrót  magnesu  (alfa  różne  od  0)  powoduje 

wzrost  strumienia  przenikającego  przez  hallotron,  napięcie  Halla  jest  liniowo  zależne  od  obrotu  w 
granicach od –pi/2 do +pi/2. Po za zakresem ch-ka U

H

=f(alfa) staje się niejednoznaczna.