Электрические методы измерения угловых перемещений.

Кольцевой и спиральный потенциометры дают на выходе изменение сопротивления при вращении оси подвижного контакта, скользящего по треку резистора. Кольцевые потенциометры имеют трек длиной не более одного оборота, т.е. не более, чем угловое перемещение на 360° и точность ± 1 %. Спиральные потенциометры часто имеют многооборотный трек и могут обеспечить точность до ± 0,002 %.

Синусно-косинусный вращающийся трансформатор имеет две статорные обмотки, развернутые под прямым углом друг к другу и ротор. Для трансформатора с выходным сигналом переменной амплитуды статор питается однофазным синусоидальным напряжением с частотой , поэтому амплитуды в обмотках статора сдвинуты на 90°. Выходной сигнал будет иметь ту же частоту, что и входной, но его амплитуда будет определяться другим углом. Возможное разрешение метода составляет около 0,4°.

Сельсин отличается от синус-косинусного трансформатора тем, что имеет три статорные обмотки, расположенные под углом 120° вокруг ротора. Синусоидальное напряжение здесь подается на ротор, и э.д.с., наводимая в каждой статорной катушке, зависит от ее ориентации относительно положения ротора. Амплитуда напряжения каждого статора является мерой углового положения ротора. Сельсины используются для измерения углового перемещения. Но наиболее типичным является их использование в паре друг с другом для передачи информации об угловом перемещении на расстояние.

Датчики положения оси.

Дискретные датчики положения оси дают выходной сигнал в цифровом коде, который соответствует угловому положению оси относительно начальной позиции. Разрешение определяется числом «окошек», которое может быть выполнено на вращающемся диске. Типичное значение этих чисел меняется в пределах 60…1000, и при этом разрешение получается равным 6…0,3°, а иногда даже лучше.

Цифровые датчики положения осиизмеряют абсолютное положение оси в пределах одного оборота. Обычно они имеют 1 или 12 треков. Десятитрековый датчик дает 1024 отсчета на оборот и имеет разрешение 0,4°.Двенадцатитрековый датчик соответственно дает 4096 отсчетов на оборот, и его разрешение составляет 0,1°.

Оптические методы измерения угловых перемещений.

Автоколлиматор. Принцип работы. Освещенная визирная проволочка монтируется в фокусе коллимирующей линзы. Визирная проволочка и ее отраженное изображение рассматриваются через окуляр, в котором имеется шкала делений с интервалом 0,5 мин. Дополнительно имеется пара установочных проволочек, положение которых может перестраиваться с помощью микрометра, градуированного с интервалом 0,1 с. При использовании прибора установочные проволочки смещаются так, чтобы они не совпадали с изображением визирной проволочки, и производится считывание показаний. Процедура повторяется после поворота отражателя. Разница показаний и дает значение угла поворота.

Зеркально-линзовый угломер. Принцип действия. Шкала, выгравированная на экране, подсвечивается лампой. Этот экран помещается в фокальной плоскости линзы-коллиматора. Свет, проходящий через эту линзу, отражается от зеркала, вновь проходит через линзу и фокусируется на шкале. Экран в приемной зоне отраженного изображения имеет другую шкалу, расположенную под прямым углом к шкале отраженного изображения. Смещение изображения шкалы выше или ниже исходной линии шкалы фиксированного экрана дает измерение угла зеркала в конкретном направлении. Движение изображения отраженной шкалы по шкале фиксированного экрана является мерой угла поворота зеркала в направлении под прямым углом к первому направлению. Шкала градуирована в минутах, и возможна оценка с точностью до 0,2 мин.