Formulario di Meccatronica

Trasduttori di posizione lineare

Potenziometro a filo avvolto

V_out = K X

• Possibile isteresi per l'usura.
• Impedenza d'uscita grande. Deve essere piccola.
• Attenuamento: segnale d'uscita dipende dall'utilizzatore a cui è collegato.

Trasduttore elettro-ottico

V_out = K X

• Assenza di attrito.
• Richiede il buio.

Potenziometro capacitivo

V_out = K X

• Alimentazione in c.a.
• Impedenza di uscita grande.
• Effetti di bordo.

Trasduttore a variazione di accoppiamento magnetico differenziale

V_out = K X

• Impedenza di uscita bassa a basse frequenze.
• Alimentazione c.a.

Trasduttore ad induttanza variabile

Ammettenza variabile: Y = K X I = VY

Usato in coppia: ΔI = K X

• Fornisce una tensione al dinamico e misura la corrente.
• Misura senza contatto di oggetti solidi.
• Frequenze 100 Hz - 1 kHz

T.D. di posizione angolare

Potenziometro a filo a stella

V_out = K θ

V_out = K Θ

ϑ è una zona di non misura.

Trasduttori di posizione lineare

Potenziometro a filo avvolto

V_out = K X

• Possibile isteresi per l'usura.
• Impedenza di uscita grande.
• Deve essere piccola altrimenti è sensibile.
• Impedenza di uscita dipende dall’utilizzatore a cui è collegato.

Trasduttore elettro-ottico

V_out = K X

• Assenza di attrito.
• Richiede il buio.

Potenziometro capacitivo

V_out = K X

• Alimentazione in CA.
• Impedenza di uscita grande.
• Effetti di bordo.

Trasduttore a variazione di accoppiamento magnetico differenziale

V_out = K X

• Impedenza di uscita bassa a basse frequenze.
• Alimentazione CA.

Trasduttore ad induttanza variabile

V₁ = K X

Ammettenza: Y = K X

• Fornisce una tensione al stimolo e misura la corrente.
• Misura senza contatto di oggetti solidi.
• Frequenze 100 Hz - 1 kHz.

T.D. di posizione angolare

Potenziometro a filo a stella

V_out = K θ

Esiste una zona di non misura.

Encoder assoluto

• Un comm per ogni bit.
• Risoluzione 360°/2ⁿ
• Non si possono sapere il numero di giri e la direzione di spostamento.

Encoder incrementale

• A=B CCW
• A≠B CW
• N finestre = 1/2 (°/n²)ⁿ (per ogni corona)

Trasduttore elettromagnetico

V_o = sKX

Dinamo tachimetrica

V_out = kW

Generatore ad induzione

V_out = -KWsen(Wt_e)

• Fasi di V_out: fase -> verso orario
• CF -> verso antiorario

Trasduttore a carica e scarica capacitiva

Carica istantanea, scarica in 5RC → T_1/2≤5RC

• Senso orario →
• Senso antiorario →

Condizionamenti

• 1) Frequenzimetro reversibile (bomba gli impulsi)
• 2) Integratore approssimato (LP) con R'C'>>T/2

T. di accelerazione

Servoaccelerometro

V.Ù bene per spostamenti piccoli.

Accelerometro a massa mobile

Prima della frequenza di taglio ω_r, ha guadagno lineare.

Accelerometro piezoelettrico

ω_T è molto avanti in frequenza.

Condizionamento:

• Amplificatore di carica (corrente)
• Amplificatore di tensione

Robusto rispetto al rumore.

Il condensatore si deve scaricare tra una misura e l'altra.

Non può misurare a costanti.

T. di forze e pressioni

Estensimetri (strain gage)

V_out = θK SG

SG è una resistenza.

Utilizzandoli in coppia si può eliminare la dipendenza dalla temperatura (condizionando con il Ponte di Wheatstone).

Può misurare variazioni; il simmetria circolare con il petalo di margherita.

Forza

Problemi: se ΔP è grande o se lo spazio è piccolo.

Pressione

Alternativa: molle + TPL

ΔX = KΔP

Tubo di Bourdon

Δθ = KΔP

Ha sezione ellittica

• P > P_o → si srotola
• P o → si richiude

Per misurare la rotazione si potrebbe usare un potenziometro + filo avvolto (angoli piccoli)

Trasduttori di temperatura

ΔV = k ΔT = k(T₁ - T₂)

Essendo una misura differenziale, devo avere una T di riferimento.

Lavoro in zona di linearità.

Range: -