Ćwiczenie 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. 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. Zalety:

i. Nie wymaga doprowadzenia napięcia do elementu ruchomego.

c. 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.