Электромагниттік индукцияға негізделген кабельдин ексцентрицитетін өлшеу технологиясының жетістіктері: сейімді басқару және дәлдікті арттыру
Онлайн жіптің ексцентричтігін өлшеруде негізгі кешіріктік - бұл жіп тез қозғалады. Бұл жіптердің серіптенуіне болашақтыру үшін физикалық түрде қоңырау өлшеру сапаттарына қабылтайтын өлшеру жабдысы қажет. Сыртқы өлшеру үшін рентген өлшерулері, оптикалық айналу ретінде, жіптердің көптеген деңгейлі контур өлшемдерін өлшеп, диэлектрикалық ексцентричтікке қатысты жолаушылардың геометриялық центрін есептеу үшін қолданылады. Бірақ оларда айырмашылықтар бар: ауытқу өлшеру жылдамдығы (секундасына бірнеше рет), жіптердің серіптенуінен пайда болған қателердің артуы және биік бағасы.
1 Электромагниттік индукция негізіндегі жіп ексцентричтік өлшергіштердің принципі
Электромагниттік индукция негізіндегі жіп ексцентричтік өлшергіштер оптикалық диаметр өлшеру мен жолаушыны іздеп табу үшін электромагниттік индукцияны біріктіреді. Олар жолаушының электр центрін (геометриялық ексцентричтікке қарағанда жақсы) секундасына мың рет өлшей алады. Жылдам өлшеру серіптенудің таасирін азайтады, оларды көптеген деңгейлердің өлшемдерін өлшенбейтін кезде рентген құрылғылармен алмастырады.
Азықтағы импортталған өнімдер (жарияланған принциптер бойынша) магниттік жәрдемдерді іздеп табу үшін төрт индуктивті спираль қолданылады (мысалы, Қорыту 1). Біреулер бірдей сигнал күші арқылы жолаушының орталануын анықтайды (есептелмейтін жағдайда моторлар арқылы терезені реттейді); басқалары іздеп табылған сигнал күшінен жолаушының орталануын есептейді.
2 Өлшеру дәлдігін басқару
Моторларды реттеу процесті қамтиды, сонымен қатар, бұл үстелдерден туындайды. Бұл диэлектрикалық және жолаушы өлшерулерінің уақыттың ықтималысында үстелдерден туындайды, ұзақтықты қателер пайда болады - жіптердің серіптенуі күшейді, қателер үлкендейді. Амалда, бұл қате жоспарланады: егер жіп серіптенсе, ексцентричтік өлшеру нәтижелері стабилді болмайды, ұзақтықты 1% астам қателер болады. Бұл құрылғының өлшеру қателерін, не жіп қатарының әлеуметтік жағдайын білдіреді.
Бірақ бірдей сигнал күші арқылы жолаушының орталануын бағалау әрқашан дұрыс емес. Биот-Саварт заңы: B магниттік индукция күші, Idl акым элементінің r қашықтығындағы барлық нүктеде:
Бұл формула магниттік индукция күшінің қашықтықтың квадратына кері пропорционалды екендігін, бірақ бұрыштың синусына θ пропорционалды екендігін көрсетеді, суретте көрсетілген қатарында (Сурет 2).
Бұл негізде, тікелей өлшемдердің қатарындағы магниттік индукция күштерінің қатынасын есептеу үшін модель құрылған (Сурет 3).
Нүктелер 1, 2, 3 және 4 ортогональды және симметриялы таралған, O - бұл орталық нүкте. Акым элементі 2 және 3 осьтердің OP орталық сызығы бойымен қозғалады. Формула (1) бойынша, акым элементі OP сызығында қандай да бір нүктеде болған кезде B1 = B4 және B2 = B3 теңдіктері орындалады. Сондықтан, тек B1/B2 өзгеруін ∠θ бойынша зерттеу қажет. Есептің нәтижесінде деректер тобы алынады, сондықтан сызықтық тенденция графигі құрылады, таблица 1 және Сурет 4.
Сурет 4 бойынша, тенденция реттелмеген сызық. ∠θ артқан сайын, B1/B2 1-ден ~0.268 (минимум) дейін төмендейді, содан кейін 1-ге дейін қайта жоғарылайды. Магниттік индукция күштері қатарында тең болғанда, акым элементі орталық O-дан алыс. Аралықта, әрбір мән (минимумдан басқа) екі нүктеде болады - минимумға жақын болғанша, нүктелер жақын болады.
Бұл бір координаттық шеңберге қолданылады, басқалары үшін де ұқсас. Төрт нүктедегі магниттік индукция күштеріне тереңірек жолаушының орталануын немесе орталық нүктесін анықтау мүмкін (магниттік индукция вектор, не скаляр).
Сонымен, жаңа принциппен жақсы ексцентричтік өлшергіш құрастыру үшін, елдің сыртқы фирмаларын қолданбаңыз. Жаңа принцип: P₁/P₂ нүктелерінде магниттік индукция бұрыштары θ₁, θ₂ өлшеру арқылы бастапқы орталық нүктесін O анықтау (Сурет 5).
Бұл принцип геометриялық түрде қорытындыланады: үшбұрыш бір қабырғасы мен екі қосылған бұрышы арқылы өзінің өзін анықталады. Бұл ұсыныс орындалғанда, аз магниттік индукция күштерін тез, дәл өлшеру қажет.
Жіп жолаушылары қарсыл альтернативті айналу өрістерінде ~10mA акымды және сенсорлар, жіптерден қашықтықта, аз (~жүздеген nT) магниттік индукция күштерін байқайды - бұл жоғары сезімділік, частоталық жауап және төмен шуы (құлық шуы дәлдікті әсер етеді).
3 Электромагниттік индукция негізіндегі ексцентричтік өлшергіштерді орындау
Көптеген импортталған өнімдер спираль сенсорларды қолданады; бұл мақала магнеторезистивті сенсорларды таңдады. Кішкентай сенсорлар электромагниттік / оптикалық өлшерулерді бір қатарда (қателерді азайту үшін) біріктіреді, сенсорлардың арасында жоғары ұбайылық. Литографиялық магнеторезистивті сенсорлар ыңғайлы. Соқымды, импортталған спираль сенсорлары өлшерулерді бөлетін, оптикалық емес жолаушы кесінділерін бірдей деп қабылдайды - қателерді арттырады.
Магнеторезистивті өлшерулер: 1000/с өлшеру, ±2% қайталану (100-200nT), ±0.2% 1000 өлшеру орташа, сызықтылық <0.5%. Импортпен салыстырулар шектелген (деректер жоқ).
Тез LED×CCD оптикалық өлшерулермен бірге реалдық уақыттағы ексцентричтік өлшеру үшін (Сурет 6).
Әр өлшеру кезінде, изоляциялық қабырғаның A, B, C, D нүктелерінің орналасуы және жолаушының орталық нүктесі P синхронды түрде алынады. X және Y бағыттарындағы және жалпы ексцентричтік өлшемдерді төмендегі формулалар арқылы есептеу үшін:
Әр өлшеру кезінде, ex, ey, және e орташа (белгіленген санынан) өлшемдерінің нәтижесінің арқылы есептеу үшін. Концентричтік өлшемдерді көрсету үшін, Concentricity = 1 - Eccentricity. Δx/Δ y (X/Y бағыттарындағы қателер) автоматты жіп ексцентричтігін түзету үшін реалдық уақытта экструдер басын өзгерту үшін қолданылады.
Тез өлшеру жылдамдығы серіптену қателерін азайтады: 1000 өлшеру/секунд мыңдық дәлдікке жетеді. Көптеген импортталған өнімдер (секундасына жүздеген өлшеру) жолаушының орталық болуын ескеріп, ексцентричтік дәлдікті айтады (сыртқы диаметрдің дәлдігіне сәйкес, ±μm абсолют мәндері, проценттер - емес - сәйкес емес).
3.1 LED×CCD диаметр өлшеру
Центрилген оптика негізінде, ол жарықты блоктау арқылы CCD аймақтарын жарық-темір қылып, алгоритмдер көлденеңдерді талдап, өлшемдерді есептейді. Глобалды CCD экспозициясы (бір уақытта пикселдерді анықтау) серіптенудің кезінде көлденеңдердің ауысуына (вертикалды-бұрышты сызықтар) әкеледі, бірақ алгоритмдер көлденеңдерді талдап, қателерді жою үшін қолданылады.
3.2 Оптикалық диаметр өлшеру ескертулары
Фокустық емес, бірақ маңызды: Жіп ексцентричтігін өлшеру үшін, төрт изоляциялық қабырғаның төбелерінің орналасуын (диаметрлерді өлшеру емес) реалдық уақытта оптикалық өлшеру қажет. Моторлар арқылы лазер өлшеру әдістері өлшерулердің синхронды болмауына әкелуі мүмкін. Сондықтан, оптикалық және электромагниттік өлшерулерді синхронизациялау құрылғын әзірлеу үшін маңызды.
4 Қорытынды
Электромагниттік индукция негізіндегі құрылғы жолаушының электр центрін тез өлшей алады, биік баға және артықшылықтары бар. Импортталған өнімдердің электромагниттік өлшеру қателерін шешу үшін, жаңа фотоэлектромагниттік жіп ексцентричтік өлшергіш құрастырылды (мыңдық дәлдік). Технология өнеркәсіптік қауіпсіздікті жетілдіреді - болашақ материалдық әрекеттер жоғары дәлдікті жеткізеді, индустриялық өсу үшін.
