Potenziometri Encoder LVDT Promity Trasduttori di posizione e spostamento Potenziometri Encoder LVDT Promity

Potenziometri Elemento resistivo con un contatto mobile (misura per contatto) Misurano posizioni relative, quindi spostamenti, con uscita proporzionale all’ingresso Di solito sono economici and robusti Sensibili alle temperature molo basse. Possono essere causa di alti effetti di carico per via della configurazione di montaggio lungo un asse principale

Potenziometri Rtot V E0 r lo E0 Rx x V x lo V = Rx i x V E l  V x l E Strumento di ordine 0

Potenziometri  lo Eo x V Eo V Configurazione lineare Configurazione angolare

Potenziometri Potenziometri a filamento avvolto x V L’uscita è a gradini 1 2 n x lunghezza del filamento Risoluzione: l n o numero di avvolgimenti

Potenziometri Potenziometri a strato depositato V x x Risoluzione: teoricamente infinitesima

Potenziometri Portata: 2 ÷ 2000 mm Risoluzione: infinitesima se a strato depositato 0,1% ÷ 1% FS se a filamento avvolto Linearità: 0,1% ÷ 0,3% Resistenza: 0,5 ÷ 10 K25 mm Vita a fatica: 108 cicli Velocità massima: 1 m/s

Potenziometri Angolari

Potenziometri Angolari Portata: rotazioni di 10° ÷ 60° Risoluzione: infinitesima se a strato depositato 0.05% ÷ 1% FS se a filamento avvolto Linearità: 0.1% ÷ 0.5% Vita a fatica: 108 cycles Torsione minima: 10-4 Nm Velocità massima: 3000°/s

Bobine Potenziometriche Quando è necessario convertire uno spostamento lineare in uno spostamento angolare, è possibile utilizzare un filo flessibile. Questa configurazione, che può lavorare anche con un encoder, riduce gli effetti di carico e i problemi assiali quando si misura la distanza piuttosto che lo spostamento assiale

Problemi di montaggio Cursore con estremo libero Basso effetto di carico Il contatto dipende dalla forza di gravità Basse frequenze

Problemi di montaggio Cursore precaricato a molla Alto effetto di carico Il contatto dipende dalla molla La frequenza dipende dalla molla oltre che dalla massa e dallo smorzamento del cursore

Problemi di montaggio Cursore fissato Alto effetto di carico Il contatto è forzato e monoassiale Alte frequenze X

LVDT eex es1 es2 Linear Voltage Differential Transducer

LVDT t eex es1 es2 primario secondario 1 secondario 2

LVDT eex e0 eex e0 Xo Esiste una posizione in cui eo = 0 nella quale si considera la posizione X0 di riferimento

LVDT eex e0 es2 es1 L 2 R ip M1 M2 + - Mutua induttanza i R L di dt e    e M di dt o s p   1 2 ( )

LVDT lineare 180° x |e0|

LVDT Filtro passabasso demodulatore La maggior parte degli LVDT è dotata di demodulatore Il guadagno dipende dal rapporto delle spire tra primario e secondario 19

LVDT 180° portante spostamento Segnale demodulato t x V Segnale modulato LVDT V

LVDT

LVDT Portata (molla): ± 2.5 ÷ 7.5 mm (estremo libero): ± 1.25 ÷ 250 mm Sensibilità (ac - ac): 3 ÷ 250 mV/V/mm (dc – dc): 0.04 ÷ 8 V/mm Linearità: 0.25%

RVDT Rotary Variable Differential Transformer es1  eex es2

RVDT Portata: ± 30° ÷ 40° Sensibilità (ac - ac): 2 ÷ 3 mV/V° (dc - dc): 125 mV/° Linearità: < ± 0.3%

ENCODER

Encoder

Encoder Monodirezionali Output A: N impulsi al giro Output Z: 1 impulso al giro Encoder Monodirezionali output A output Z (non permette di identificare la direzione)

Bidirezionale Output A Rotazione oraria Output B Output A Output Z A anticipa B Output Z Rotazione antioraria Output A Output B B anticipa A Output Z

Encoder Può essere utilizzato per stimare la velocità angolare media: tempo output [V] t Può essere utilizzato per stimare la velocità angolare media: t     _  = k 

Encoder Assoluto Disco codificato nel quale n linee (bit) leggono simultaneamente la posizione utilizzando un codice standard (binario, Gray) A ciascun settore angolare è assegnato un unico codice, perciò può essere determinata la direzione Per un singolo disco, il numero di settori angolari N è dato da: N = 2n

Encoder La capacità intrinseca del filo limita l’intervallo di frequenze, combinandosi con le onde quadre derivanti dall’encoder (carica e scarica del condensatore) IN OUT IN OUT

Proximity superficie metallica correnti parassite Oscillatore bobina Bobina alimentata con corrente alternata (1 MHz) I campi magnetici inducono sul target correnti parassite proporzionali alla sua distanza dal trasduttore Oscillatore bobina correnti parassite superficie metallica

Proximity I principio di misura: Le correnti parassite dissipano energia per effetto Joule: l’ampiezza delle oscillazioni viene smorzata di un fattore proporzionale alla distanza dal taget

Proximity II principio di misura: Le correnti parassite generano un campo magnetico: questo si concatena con una bobina secondaria e con un ponte di wheatstone bridge vengono misurate le variazioni di induttanza

Proximity Campo di misura: 0.25 ÷ 2 mm 1 ÷ 4 mm Diametro della sonda: 5 ÷ 14 mm Sensibilità: 8 ÷ 4 V/mm Linearità: 0.05 ÷ 0.2 mm

Distanza relativa[mm] Proximity Le correnti parassite dipendono molto dal materiale del target e sono molto sensibili agli effetti di bordo Per materiali non standard e per geometrie non piane è richiesta un’apposita taratura 1 2 3 4 5 10 15 20 Output [V] Distanza relativa[mm] AISI E4140 AISI 304 Al Cu

Confronto fra trasduttori Trasduttore Vantaggi Svantaggi Potenziometro Basso costo Robusto Alto effetto di carico LVDT Misura le alte frequenze Sonda con estremo libero Richiede un demodulatore e precauzioni nel montaggio Encoder Risoluzione A correnti parassite Alta sensibilità Senza contatto Piccoli intervalli di misura Alta sensibilità al tipo di materiale