Sensori di posizione lineari Magnetostrittivi Guida Utente

Transcript

1 Sensori di posizione lineari Magnetostrittivi Guida Utente

2

3 INDICE: 1 DESCRIZIONE Relazione segnale-posizione Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 75mm Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 150 mm Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 350 mm NOTE DI INSTALLAZIONE SUL VEICOLO CONNNESSIONI ELETTRICHE DEL CABLAGGIO COLLEGAMENTO DEL SENSORE AI DATALOGGER MD4/M Collegamento elettrico allo strumento Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger COLLEGAMENTO DEL SENSORE AL DATALOGGER MD Collegamento elettrico allo strumento Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger CARATTERISTICHE TECNICHE DESCRIZIONE Il sensore di posizione lineare GET è un potenziometro magnetico composto da una parte sensibile e da un cursore di riferimento, il sensore è adatto alla rilevazione dello spostamento lineare, come le sospensioni. Grazie alla particolare struttura interna esso non è soggetto all usura meccanica che caratterizza i normali sensori a potenziometro resistivi. 1.1 Relazione segnale-posizione Funzionando da divisore di tensione il potenziometro associa alla posizione dell asta scorrevole un valore di tensione secondo una legge lineare (Grafico 1) come a seguire: x = Ove: x y L max ( y) L 5 5 max posizione mm tensione letta in V escursione massima del potenziometro in mm Da tale equazione ne emerge che con potenziometro retratto il segnale di uscita si attesta sul valore +5 V, con potenziometro esteso l uscita è di 0 V. Corrispondenza Tensione-Posizione [mm] LP [V] Grafico 1 1

4 1.2 Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 75mm La figura sottostante illustra l area di lavoro, evidenziata in giallo, del sensore magnetostrittivo da 75mm: POSIZIONE DI MASSIMA ESTENSIONE 1.3 Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 150 mm La figura sottostante illustra l area di lavoro, evidenziata in giallo, del sensore magnetostrittivo da 150 mm: POSIZIONE DI MASSIMA ESTENSIONE 1.4 Area utile (attiva) del sensore magnetostrittivo da 350 mm La figura sottostante illustra l area di lavoro, evidenziata in giallo, del sensore magnetostrittivo da 350 mm: POSIZIONE DI MASSIMA ESTENSIONE 2

5 2 NOTE DI INSTALLAZIONE SUL VEICOLO Per ottenere il massimo di prestazioni ed affidabilità dal sensore in vostro possesso si raccomanda di rispettare le seguenti norme: Assicurarsi che il sensore, una volta installato, si trovi a lavorare sempre nell area utile (vedi cap. 1.2, 1.3, 1.4) fare molta attenzione ai massimi e minimi punti raggiunti durante il movimento meccanico del cinematismo a cui il sensore è collegato fare attenzione che nessuna parte del sensore vada a collidere con altre parti del veicolo, per tutta la corsa disponibile dal meccanismo analizzato posizionare il sensore ove non sia costantemente a contatto con acqua, carburante od olio per il montaggio del sensore evitare di utilizzare delle staffe che possano comprometterne l integrità non porre il sensore in prossimità di fonti di calore porre il sensore in modo tale che la sua temperatura rimanga entro i limiti di esercizio non porre il sensore in prossimità di interferenze elettriche come bobine di accensione, candele, alternatori ed antenne per telemetria 3 CONNNESSIONI ELETTRICHE DEL CABLAGGIO I potenziometri GET sono alimentati a +12 V. Nel cablaggio, tra connettore e sensore, è inserito un circuito elettronico che consente di stabilizzare la tensione di alimentazione. Il segnale elettrico, fornito dal sensore in funzione della posizione, è compreso tra 0 e 5 V. Connettore Binder poli Pin Filo Descrizione 1 Marrone +12 V 2 Giallo Segnale 3 Blu Massa Connettore lato uscita cavi 4 COLLEGAMENTO DEL SENSORE AI DATALOGGER MD4/M1 4.1 Collegamento elettrico allo strumento Collegare il sensore ad uno degli ingressi analogici dell acquisitore dati MD4 mediante gli appositi connettori binder 3 poli. Nel caso di datalogger M1 eseguire la connessione ad un ingresso analogico rispettando l ordine dei segnali descritti al capitolo 3 del presente documento. 4.2 Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger Si prescrive di eseguire le seguenti operazioni: Avviare Setup Manager (Gestione Setup) cliccando sull omonimo pulsante presente nella schermata di avvio di GATE. 3

6 Scaricare il setup interno del dispositivo sul PC cliccando sull icona di scarico setup visibile sulla barra in alto o cliccando sulla voce Open from Device (Apri da Dispositivo) presente nel menù Setup. ICONA Scarica Setup da dispositivo A scarico ultimato apparirà un messaggio di conferma del buon esito dell operazione ed il setup verrà visualizzato in Setup Manager. Supponiamo di aver connesso il segnale proveniente dal sensore al connettore dell ingresso analogico AD1; cliccare sulla voce AD1 sotto l albero degli Analog Channels: appariranno sulla sinistra le proprietà del canale. Inserire le ora le varie opzioni: - Decimal Places: inserire il numero di cifre decimali che si desidera visualizzare nei valori assunti dal canale (in questo caso solitamente viene impostato None ) - Logging rate: inserire la frequenza di acquisizione del canale (tipicamente 100 Hz per il segnale riportato nell esempio). Ricordate che impostando None in questo campo il valore del canale può comunque essere visualizzato nel display dell MD4, ma non sarà disponibile per l analisi in MX2, in quanto non acquisito dal sistema - Name: inserire il nome del canale, nel nostro caso, ad esempio, FORK - Unit: inserire l unità di misura del valore del canale (nel nostro caso mm) Procedere alla calibrazione del canale (operazione necessaria per ottenere un corretto valore del segnale in acquisizione ed in visualizzazione sul display dell MD4/M1). Cliccare sul pulsante Calibrate Channel (Calibra Canale) in basso a destra: apparirà la finestra di calibrazione del canale precedentemente selezionato: 4

7 Una volta entrati nella finestra di calibrazione è necessario definire: Calibration Type (Tipo di calibrazione): definisce il tipo di calibrazione del canale (in questo particolare caso impostare Linear) Valori X : valori, espressi in COUNT o VOLTAGE, del canale in calibrazione. Nel nostro caso, con la voce Show as Voltage ( Mostra in volt ) spuntata, i valori da inserire saranno: X1 = 5 X2 = 0 Valori Y : definiscono i valori calibrati del canale riferiti alla casella X adiacente. Nel nostro caso i valori saranno Y1 = lunghezza in mm del potenziometro (75, 150, 350 a seconda del modello acquistato) Y2 = 0 Trasferire il setup modificato nello strumento: cliccare sull apposita icona o sulla voce Send Setup to Device (Invia setup a dispositivo) presente nel menù Setup. ICONA Invia Setup al dispositivo Ricordate di definire la posizione di ZERO del sensore appena configurato: a tale proposito riferirsi ai relativi manuali utente dei datalogger e del software GATE. Se lo zero del sensore viene impostato all inizio della zona di lavoro (posizione di massima estensione) i valori acquisiti dal datalogger saranno visualizzati in negativo: se si vuole invertirne il segno è sufficiente scambiare fra loro i valori di X1 e X2 definiti nel setup del canale. 5

8 5 COLLEGAMENTO DEL SENSORE AL DATALOGGER MD3 5.1 Collegamento elettrico allo strumento Collegare il sensore ad uno degli ingressi analogici dell acquisitore dati MD3 Series mediante l apposito adattatore come illustrato nella figura successiva: Connettore di collegamento sensore magnetostrittivo ATTENZIONE COLLEGARE L ADATTATORE RISPETTANDO I NOMI STAMPIGLIATI NEI CONNETTORI (VEDI FIGURA). L ingresso analogico può essere scelto tra AD1, AD2, AD3 O AD4 (nella figura è stato utilizzato AD1), la stessa considerazione vale per IC1 ed IC2. NON COLLEGARE UN INGRESSO AD.. AL CONNETTORE IC MD3! Al termine del collegamento dell adattatore il connettore, siglato IN IC, è disponibile per il collegamento di un segnale in frequenza (tipo RPM o velocità) al datalogger MD3 Series Nel caso di datalogger MD3 PRO eseguire la connessione del segnale ad un ingresso analogico a 5 volt rispettando l ordine dei segnali descritti al capitolo 3 del presente documento. 5.2 Dichiarazione del sensore nel setup del datalogger Si prescrive di eseguire le seguenti operazioni: Avviare Setup Manager (Gestione Setup) cliccando sull omonimo pulsante presente nella schermata di avvio di GATE. 6

9 Scaricare il setup interno del dispositivo sul PC cliccando sull icona di scarico setup visibile sulla barra in alto o cliccando sulla voce Open from Device (Apri da Dispositivo) presente nel menù Setup. ICONA Scarica Setup da dispositivo A scarico ultimato apparirà un messaggio di conferma del buon esito dell operazione ed il setup verrà visualizzato in Setup Manager. Supponiamo di aver connesso il segnale proveniente dal sensore al connettore dell ingresso analogico AD1; cliccare sulla voce AD1 sotto l albero degli Analog Channels: appariranno sulla sinistra le proprietà del canale. Inserire le ora le varie opzioni: - Decimal Places: inserire il numero di cifre decimali che si desidera visualizzare nei valori assunti dal canale (in questo caso solitamente viene impostato None ) - Logging rate: inserire la frequenza di acquisizione del canale (tipicamente 100 Hz per il segnale riportato nell esempio). Ricordate che impostando None in questo campo il valore del canale può comunque essere visualizzato nel display dell MD3, ma non sarà disponibile per l analisi in MX2, in quanto non acquisito dal sistema - Name: inserire il nome del canale, nel nostro caso, ad esempio, FORK - Unit: inserire l unità di misura del valore del canale (nel nostro caso mm) Procedere alla calibrazione del canale (operazione necessaria per ottenere un corretto valore del segnale in acquisizione ed in visualizzazione sul display dell MD3EVO). Cliccare sul pulsante Calibrate Channel (Calibra Canale) in basso a destra: apparirà la finestra di calibrazione del canale precedentemente selezionato: 7

10 Una volta entrati nella finestra di calibrazione è necessario definire: Calibration Type (Tipo di calibrazione): definisce il tipo di calibrazione del canale (in questo particolare caso impostare POT) Pot lenght : lunghezza, in mm, del potenziometro (75, 150, 350 a seconda del modello acquistato) Trasferire il setup modificato nello strumento: cliccare sull apposita icona o sulla voce Send Setup to Device (Invia setup a dispositivo) presente nel menù Setup. ICONA Invia Setup al dispositivo Ricordate di definire la posizione di ZERO del sensore appena configurato: a tale proposito riferirsi ai relativi manuali utente dei datalogger e del software GATE 8

11 6 CARATTERISTICHE TECNICHE Caratteristiche Elettriche: Sensore da 75mm Sensore da 150mm Sensore da 350mm Misura rilevata Spostamento Spostamento Spostamento Tempo di Campionamento 1ms 1ms 1ms Vibrazioni 20g, Hz 20g, Hz 20g, Hz Velocità di spostamento 10 m/s 10 m/s 10 m/s Accelerazione max. 100 m/s m/s m/s 2 spostamento spostamento spostamento Risoluzione Infinita, limitata dal Infinita, limitata dal Infinita, limitata dal rumore (10µm) rumore (10µm) rumore (10µm) Alimentazione Nominale 12Vdc 12Vdc 12Vdc Ripple max. alimentazione 1Vpp 1Vpp 1Vpp Segnale in uscita 0,1 5,1 Vdc 0,1 5,1 Vdc 0,1 5,1 Vdc Carico massimo uscita Analogica 5KΩ 5KΩ 5KΩ Isolamento elettrico 200Vdc 200Vdc 200Vdc Protezione contro l inversione di Si Si Si polarità Protezione contro la sovratensione Si Si Si Caratt.che Meccaniche parte fissa: Lung. fuori tutto Parte Sensibile 220mm 300mm 492mm Lung. di scorrimento Parte Sensibile 150mm 230mm 422mm Massimo spostamento rilevato 75mm 150mm 345mm Diam. Massimo Parte Sensibile 10mm 10mm 10mm Diam. minimo Parte Sensibile 8mm 8mm 8mm Peso approssimativo 67g 75g 90g Grado di protezione IP67 IP67 IP67 Range di temperatura di esercizio C C C Caratt.che Meccaniche Cursore: Lung. fuori tutto Cursore 110mm 110mm 110mm Diam. Massimo Cursore 16mm 17mm 16mm Peso approssimato Cursore 17g 17g 17g 9

12 10