Zerotronic

Высокоточные датчики угловых отклонений


ПОДРОБНО О ПРИБОРЕВысокоточные датчики угловых отклонений - Zerotronic

Основываясь на существующих ноу-хау и потребностях пользователей, компания WYLER (Швейцария) разработала новое поколение прецизионных измерительных приборов, отвечающих требованиям, описанным выше. Новое семейство «ZEROTRONIC » удовлетворяет самым высоким требованиям в части точности, разрешения, чувствительности и температурной стабильности. Использование цифровых технологий позволяет передавать сигнал на большие расстояния без потери точности.

Совершенно новая область, в которой датчик семейства ZEROTRONIC успешно внедряется — это динамические измерения, то есть измерения на нестационарных или движущихся объектах.

Датчик ZEROTRONIC способен выполнять такие измерения благодаря специальным характеристикам. Это очень компактный датчик с полностью встроенным измерительным электронным и RS485 интерфейсом. Сам датчик также как и его оболочка сделаны таким образом, что бы исключить влияние на него магнитных полей.


ПРЕИМУЩЕСТВА

Датчики Zerotronic полностью удовлетворяют следующим требованиям пользователей:

  • возможность их использования в любых климатических условиях,
  • противостояние ударам и вибрации,
  • высокая точность в течение длительного времени без проведения тех.обслуживания
  • максимальный диапазон измерения и высокое разрешение
  • малые габаритные размеров
  • мгновенная готовность прибора к работе при включении
  • минимальное энергопотребление
  • прекрасная долговременная стабильность, особенно в ходе проведения планового мониторинга.
  • компенсация температурной чувствительности
  • обеспечение передача данных на большие расстояния.

Особенностью датчика ZEROTRONIC являются следующие характеристики:

  • Высокое разрешение и точность
  • Измерительный диапазон от ± 0.5 до ± 60?
  • Одновременная запись значений измерения несколькими датчиками
  • Не чувствителен к толчкам вследствие того обстоятельства, что маятник имеет малый вес и ограниченное смещение
  • Не чувствителен к сильным электромагнитным волнам или полям

Принцип измерения

Маятник, подвешенный на спиральной пружине, находится между двумя электродами. В зависимости от наклонного положения системы, маятник отклоняется в сторону от нулевой позиции и обратно, изменяя емкость между маятником и двумя электродами. Эта емкость трансформируется в разность потенциалов через емкостно-резистивный генератор. Разница между имеющимися потенциалами используется как первичный сигнал для определения угла отклонения. (Система защищена патентом в большинстве стран).

В идеале механическое затухание движений маятника происходит в газе, обычно в воздухе. Изменение вязкости газов в температурном диапазоне -40°C ? +70°C минимально. Поэтому гашение колебаний в газе предпочтительнее аналогичному демпфированию в других субстанциях, например, жидкости. Наилучший из возможных результатов демпфирования достигнут в оптимизированном соотношении между поверхностью маятника к диафрагме на спиральной пружине. Дополнительно, математическое сглаживание может быть выполнено интегрированием результатов в течение промежутка времени. Это возможно достичь в широком множестве настройкой индивидуальных параметров.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диапазон измерения

Датчик поставляется в пяти вариантах в зависимости от диапазона измерения:

  • ZEROTRONIC 0,5; Диапазон измерения ± 0,5 градуса
  • ZEROTRONIC 1; Диапазон измерения ± 1 градус
  • ZEROTRONIC 10; Диапазон измерения ± 10 градусов
  • ZEROTRONIC 30; Диапазон измерения ± 30 градусов
  • ZEROTRONIC 60; Диапазон измерения ± 60 градусов

Влияние вибрации

Благодаря компактному дизайну (минимизация размеров) и конструкции, выбранной для датчика ZEROTRONIC, этот измерительный прибор в достаточной степени нечувствителен к ударам и вибрациям. Камера маятника разработана таким образом, чтобы предотвратить повреждения или деформацию самого маятника после ударов или вибраций даже в позиции с отклонением на большой угол.

  • Ограничение на горизонтальное смещение: +/- 0,3mm
  • Ограничение на радиальное смещение: +/- 0,2mm

Калибровка для работы в широком диапазоне температур
Значительное повышение качества над существующими системами было достигнуто с использованием специальных математических процессов используемых для калибровки датчика ZEROTRONIC, +CLINOTRONIC PLUS+ и CLINO 2000. Измеренные значения между точками калибровки были вычислены посредством функции «сплайн*». В последующем, при необходимости, возможно перекалибровать датчики. Практика показала, что калибровочные точки составляют 10% от измерительного диапазона, что достаточно для получения превосходных результатов. Калибровочные данные сохраняются в головке датчика.
Исходя из результатов испытаний линейное отклонение всего диапазона измерения меньше 10 промилле.

*) — математически рассчитанная кривая, плавно соединяющая отдельные точки. Сплайны используются для аппроксимации фрагментов линий или поверхностей сложной формы. Несколько связанных сплайнов описывают форму объекта, как единое целое

Характеристика

ZERO 0.5

ZERO 1

ZERO 10

ZERO 30

ZERO 60

Полная шкала

±0.5°

±1°

±10°

±30°

±60°

Предел погрешности в течение 24 часов (ТА=20°C)

0.025% П.Ш.

+ 0.07% С.З.

0.017% П.Ш.

+ 0.07% С.З.

0.0042% П.Ш.

+ 0.02% С.З.

0.0046% П.Ш.

+ 0.01% С.З.

0.0037% П.Ш.

+ 0.01% С.З.

Предел погрешности в течение 6 месяцев (ТА=20°C)

0.17% П.Ш.

+ 0.25% С.З.

0.14% П.Ш.

+ 0.25% С.З.

0.055% П.Ш.

+ 0.15% С.З.

0.037% П.Ш.

+ 0.1% С.З.

0.028% F.S

+ 0.06% С.З.

Температурная ошибка / °C (-40°C ? TA ? 85°C)

0.06% П.Ш.

+ 0.2% С.З.

0.04% П.Ш.

+ 0.2% С.З.

0.008% П.Ш.

+ 0.03% R.O

0.005% П.Ш.

+ 0.02% R.O

0.004% П.Ш.

+ 0.01% С.З.

Разрешение (TA = 20°C)
(Время опроса: 0.1 сек)
без фильтра

±0.04% П.Ш.

±0.0358% П.Ш.

±0.00888% П.Ш.

±0.0143% П.Ш.

±0.0131% П.Ш.

с фильтром

±0.015% П.Ш.

±0.0128% П.Ш.

±0.00315% П.Ш.

±0.00454% П.Ш.

±0.00430% П.Ш.

(Время опроса: 1 сек)
без фильтра

±0.015 % П.Ш.

±0.0128 % П.Ш.

±0.00315% П.Ш.

±0.00454% П.Ш.

±0.00430% П.Ш.

с фильтром

±0.005% П.Ш.

±0.00429% П.Ш.

±0.00100% П.Ш.

±0.00124% П.Ш.

. ±0.00122% П.Ш.

(Время опроса: 10 се)к
без фильтра

±0.005% П.Ш.

±0.00429% П.Ш.

±0.00100%П.Ш.

±0.00124% П.Ш.

±0.00122% П.Ш.

с фильтром

±0.003% П.Ш.

±0.00222% П.Ш.

±0.00057% П.Ш.

±0.00067% П.Ш.

±0.00069% П.Ш.

Повторяемость

Повторяемость включена в «Разрешение», см. выше

Дифференциальная линейность

Дифференциальная линейность включена в «Разрешение», см. выше

Примечание: Ошибка от температуры с учетом компенсации будет понижена в 5 … 10 раз!

Примечания:

  • П.Ш. — Полная шкала
  • С.З. — Считанное значение
  • Без фильтра — необработанные значения
  • С фильтром — плавающее среднее из 10 значений
  • Разрешение означает наименьшее, стабильно доступное значение (помеха)
  • Все перечисленные характеристики даны только как типовые значения.

ПРИМЕНЕНИЕ

Варианты конфигурации датчиков ZEROTRONIC в составе измерительной системы

Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе сLevelmeter 2000 и использует этот прибор для обработки результатов измерения.Дисплей LEVELMETER 2000 может использоваться:

  • как дисплей и управляющий прибор для решения простых задач
  • как обслуживающий прибор внутри Сети
  • как интерфейс между измерительными приборами (RS485) и ПК или ноутбуком (RS232).
Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе с T/C трансивером/конвертером) и программным обеспечением WYLERDYNAM. Обработка сигнала выполняется данным программным обеспечением в основе сконфигурированным согласно требованиям пользователей.
Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе с T/Cи программным обеспечением LabEXCELWyBus (На базе LabVIEW)
Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе сBlue T/C (передача данных по кабелю) и программным обеспечением WYLERsoftware DYNAM.Обработка сигнала выполняется данным программным обеспечением в основе сконфигурированным согласно требованиям пользователей
Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе сBlue T/C (передача данных по кабелю) и программным обеспечением LabEXCELWyBus (На базе LabVIEW).
Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе сBlue T/C (беспроводная передача данных) и программным обеспечением WYLERsoftware DYNAM.Обработка сигнала выполняется данным программным обеспечением в основе сконфигурированным согласно требованиям пользователей
Конфигурация датчика ZEROTRINIC вместе сBlue T/C (беспроводная передача данных) и программным обеспечением LabEXCELWyBus (На базе LabVIEW)

Некоторые характерные применения датчиков ZEROTRONIC

  • Точные измерения на подвижных объектах, такие как:
    • Механический станок в работе
    • Измерения на платформах в море и на кораблях
  • Длительный мониторинг со сбором и передачей данных
    • Здания
    • Стройплощадки
    • Мосты
    • Дамбы
    • Туннели
    • Складские сооружения
    • Радиолокационная станция
    • Измерение отклонений на введенных в эксплуатацию дорогах
    • Измерение профилей дорог и туннелей в продольном направлении
  • Калибровка
    • Базовая калибровка роботизированных установок
    • Настройка антенных постов РЛС
  • Разное
    • Настройка печатных станков
    • Измерение профилей крыла самолета и шасси
    • Измерение всех видов транспорта, например, установка приводов и клапанов в гоночных автомобилях Формулы 1.

Подключаемое программное обеспечение

Программное обеспечение DYNAM было разработано компанией WYLER SWITZERLAND на платформе MICROSOFT WINDOWS для датчиков ZEROTRONIC и годится для вычисления и графических иллюстраций угла наклона, профилей и т.п. как неподвижных, так и подвижных объектов. Программное обеспечение DYNAM является одним из элементов серии цифровых приборов ZEROTRONIC. Различные параметры, такие как частота отсчетов, тип фильтра и т.п., а также графическое отображение на экране может быть установлено пользователем с помощью функциональной панели.Все датчики можно использовать в комбинации с измерительным программным обеспечением DYNAM для самых полных измерений угла наклона.
Модульная конструкция системы дает возможность применять ее в разных областях, например
• измерение угла наклона неустойчивых опор
• долгосрочный мониторинг станков и зданий, включающий запись и передачу данных.
• Измерение угла наклона во время движения (ограниченно) профилей дорог и tracks.
Программное обеспечение WyBus Modul (WyBus Server.EXE, WyBus.DLL)
Компания WYLER AG разработала модуль программного обеспечения для покупателей, собирающихся усовершенствовать собственное программное обеспечения для его использования с приборами WYLER. Это гарантирует, что все приборы и датчики WYLER могут работать с одним универсальным интерфейсом.
Анализ измерений с дисплеем LEVELMETER 2000
LEVELMETER 2000 был разработан компанией WYLER как интеллектуальный дисплей и цеховой прибор одновременно для всей серии цифровых измерительных приборов ZEROTRONIC. Помимо исключительной точности измерения новая измерительная система выделяется полностью цифровой записью измеренных сигналов, что позволяет передавать их на большие расстояния без потери точности. LEVELMETER 2000 может использоваться вместе со всеми датчиками и измерительными приборами серии ZEROTRONIC.LEVELMETER 2000 может использоваться:
• как дисплей и упраляющий прибор для решения простых задач
• как обслуживающий прибор внутри Сети
• как интерфейс между измерительными приборами (RS485) и ПК или ноутбуком (RS232).