Диагностика строительных машин / Датчики средств диагностирования строительных машин / Глава 4.1
Датчики для измерения частоты вращения
С помощью штуцера датчик вворачивается в специальное резьбовое отверстие в кожухе маховика двигателя напротив зубчатого венца с таким расчетом, чтобы удаленность торца датчика от поверхности зубьев составляла 2-4 мм.. С помощью провода 9 и разъема 10 датчик присоединяется к приборам ИМД-2М и ИМД-Ц.
Принцип действия датчика основан на наведении электрического сигнала (последовательных импульсов) с частотой, пропорциональной частоте вращения вращающегося зубчатого венца при условии, что датчик установлен от поверхности головок зубьев венца на 2-4 мм.
Частота импульсов наводимого напряжения в обмотке, пропорциональная частоте вращения коленчатого вала, после соответствующих преобразований воспринимается счетчиком импульсов, который измеряет частоту вращения коленчатого вала за определенный промежуток времени.
Датчик выполняет две функции:
- является первичным преобразователем при определении мощности двигателя по величине углового ускорения;
- служит для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя.
В качестве индикаторов используются микроамперметр М265-М с пределом измерения от 0 до 100 мкА (в приборе ИМД-2М), шкала которого отградуирована соответственно в единицах мощности и частоты вращения, и цифровой индикатор -в приборе ИМД-Ц.
Несколько отличается от рассмотренной выше конструкции датчик прибора ЭМДП-2, так как в одну из обмоток датчика подается напряжение питания (11=2 В), а с другой - снимается сигнал, вырабатываемый в момент прохождения установочного отверстия в маховике коленчатого вала двигателя около полюса датчика. Номинальное значение амплитуды выходного сигнала составляет около 1 В. Датчик устроен следующим образом: на сердечник 15 намотана обмотка 14, состоящая из 8000± ±500 витков провода ПЭЛ-0,05.
Концы катушки выведены через стальные кольца к экранированному проводу. Катушка изолирована слоем электротехнического лака. С торца корпуса 13 датчик закрывается кольцом 17 из немагнитного материала. После сборки датчик намагничивается. Для измерения частоты вращения и контроля метки верхней мертвой точки двигателя датчик устанавливается в отверстие под штифт верхней мертвой точки на двигателе или в специально подготовленное отверстие М10Х1.5 на расстоянии 2-3 мм от плоскости маховика и крепится с помощью цангового зажима.
Дополнительную подпитку током 10 мА также имеют датчики ОВИ-1 и ОВИ-2 частоты вращения и отметки верхней мертвой точки установки КИ-13940.
Эти датчики предназначены для выработки электрических импульсов, передние фронты которых синфазно с определенными моментами в цикле работы дизеля, например, соответствуют моментам прохождения верхней мертвой точки поршнем первого цилиндра дизеля. Они также предназначены для преобразования частоты вращения коленчатого вала двигателя в пропорциональную частоту электрических импульсов.
Принцип действия ОВИ-1 и ОВИ-2 заключается в возникновении импульсов напряжения в проволочной катушке при изменении пронизывающего ее магнитного потока.
Исходный магнитный поток создается самой катушкой - через нее пропускается стабилизированный постоянный ток подмагничивания, и=10 В. Датчики ОВИ-1 и ОВИ-2 устанавливаются на двигателе у вращающейся ферромагнитной массы, геометрия которой (отверстие в маховике или зубья венца маховика) при вращении обеспечивает периодическое изменение магнитного сопротивления магнитному потоку, создаваемому датчиком. Возникающие изменения магнитного потока индуктируют в катушке ОВИ-1 или ОВИ-2 импульсы ЭДС.
Конструктивно ОВИ-1 и ОВИ-2 идентичны и состоят из магнито мягкого сердечника из пермаллоя, на котором помещена обмотка, содержащая около 5000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,04 мм. Сердечник с обмоткой заключен во внутрь диамагнитного (латунного) корпуса с продольным разрезом на конце для устранения коротко замкнутого витка в наиболее чувствительной зоне. Снаружи корпуса имеется система резьбовых втулок с цанговым зажимом и фигурным упором, позволяющая закрепить ОВИ-1 (ОВИ-2) в посадочном резьбовом отверстии М10Х1.5 и М16Х1.5. Принципиальная схема датчика приведена.
Датчик частоты вращения установки «Урожай-1Т» по параметрам аналогичен датчику, показанному, а, но отличается конструктивно.
Датчики частоты вращения и отметки верхней мертвой точки в приборах СИФД и КИ-11331 также индукционные с подпиткой обмотки с выходным сигналом 1-1,5 В. Конструкция их и принцип, работы аналогичны датчику, показанному.
Датчики частоты вращения бесконтактные индукционные БК и БК-А. Принципиальная схема датчиков состоит из генератора и усилителя на транзисторах. При введении в щель между катушками базовой и коллекторной обмоток генератора металлической пластинки уменьшается коэффициент обратной связи, вызывающий срыв генерации. Нормально закрытый выходной транзистор ППЗ открывается и вызывает срабатывание реле или логического элемента, включенного в цепь коллектора транзистора ППЗ.
Конструктивно датчики выполняются в двух вариантах: 1) головка, генератор и усилитель датчика смонтированы вместе (БК, БК-А); 2) головка датчика отделена от генератора и усилителя (БК-0, БК-А-0, БК-5-0, БК-А-5-0).
Головка датчика имеет паз шириной 3 или 5 мм для прохода металлической пластинки. На торце головки установлена регулировочная пластина (магнитный шунт), которая поворотом в определенное положение производит необходимое ослабление обратной связи генератора.
Датчики отличаются по схеме электрических соединений (с реле или логическим элементом); напряжению питания (12 В или 24 В постоянного тока) и ширине щели (3 или 5 мм).
Минимальные размеры металлической пластинки, от которой срабатывает датчик (ширина, толщина): 4x0,5 мм - БК, БК-0, БК-5-0; 8x0,5 мм - БК-А, БК-А-0, БК-А-5-0.
Максимальная частота срабатывания 5 кГц.
По защищенности от воздействия окружающей среды датчики выполнены в пылезащищенном исполнении.
Амплитуда выходного сигнала датчика в зависимости от напряжения питания 12 В ±20 % или 24 В ±20 %.
Остаточное напряжение сигнала (напряжение холостого хода «нуля») - не более 2,4 В.
Номинальные значения выходных нагрузочных активных сопротивлений: при амплитуде выходного сигнала 12В - 330 Ом, при амплитуде выходного сигнала 24В - 580 Ом.
Основная погрешность, т. е. допустимый разброс точек включения датчиков при номинальной температуре окружающего воздуха и напряжения питания: не более ±0,1 мм БК, БК-А, БК-0, БК-А-0; не более ±0,15 мм -БК-5-0, БК-А-5-0.
Дополнительная погрешность от колебания напряжения питания не более ±0,5 мм; от изменения температуры на каждые 10°С не более ±0,3 мм -БК, БК-А, БК-0, БК-А-0; не более ±0,4 мм -БК-5-0, БК-А-5-0.
Мощность, потребляемая датчиками, не более 3 Вт.