Misura della rotazione della ruota a velocità quasi nulla, in avanti e in retromarcia
In sintesi
Un encoder di ruota è dotato di un rotore che gira con la ruota e di uno statore che non deve girare. Un’asta di bloccaggio fissata allo statore è mantenuta in un supporto sulla carrozzeria del veicolo. Se l’asta può muoversi nel suo supporto, l’encoder interpreta tale movimento come rotazione della ruota, e l’errore compare nei dati di angolo, velocità e distanza a velocità quasi nulla. Il Precision Vehicle Stator Restraint (PVSR) aggiunge un inserto a spazzola circolare che mantiene l’asta centrata. Un caso di studio lo ha confrontato con il dispositivo magnetico originale (MVSR) in quattro prove su un trasduttore di impulsi ruota.
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- prove confrontate: partenze e arresti, arresto brusco, indietreggiamento, oscillazioni
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- oscillazione registrata con il PVSR nella prova di partenze e arresti
- 5 000 imp./giro
- risoluzione massima del trasduttore di impulsi ruota
Origine dell’errore
L’encoder misura l’angolo tra il suo rotore e il suo statore. Qualsiasi movimento dello statore viene interpretato come rotazione della ruota. Il dispositivo di bloccaggio è fissato alla carrozzeria del veicolo e tiene ferma l’asta di bloccaggio solidale allo statore. Con il Magnetic Vehicle Stator Restraint originale, nulla tiene fissa l’asta nel suo supporto, e qualsiasi movimento dell’asta compare nei dati di angolo, velocità e distanza.
Il PVSR è una variante del MVSR. Un foglio magnetico flessibile si fissa su una carrozzeria piana o curva del veicolo e porta il supporto; un inserto a spazzola circolare nel supporto mantiene l’asta centrata. Viene utilizzato quando la rotazione della ruota è misurata a velocità quasi nulla, oppure quando la rotazione può passare dalla marcia avanti alla retromarcia. L’asta si fissa allo statore di un trasduttore di impulsi ruota, oppure allo statore del collettore rotante di un insieme ruota dinamometrica o trasduttore di coppia ruota.
Strumentazione
| Encoder | Wheel Pulse Transducer, ottico, da 50 a 5 000 imp./giro · uscite A, B, index e A⊕B, da 0 a 5 V |
|---|---|
| Montaggio | lato esterno della ruota, su una flangia ruota con prolunghe a mandrino sui dadi ruota |
| Precisione in angolo | errore cumulato di 0,25° |
| Trattenuta | PVSR: foglio magnetico flessibile, supporto con inserto a spazzola circolare, asta fissata allo statore |
| Condizionamento | EC-LV installato in linea sul cavo dell’encoder: ± 10 V CC proporzionale alla velocità angolare, da 0 a 10 V CC per 0 a 360° |
| Stagnicità | IP67 con guarnizioni rotanti a contatto |
Procedura del caso di studio
- 01
Montare l’encoder
Un Wheel Pulse Transducer sulla ruota posteriore sinistra, con la sua asta di fissaggio trattenuta dal PVSR.
Wheel Pulse Transducer - 02
Eseguire quattro prove
Arresti e ripartenze, arresto brusco, arretramento su una rampa (in avanti poi all’indietro) e asta spostata a mano.
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Ripetere con la trattenuta originale
Le stesse quattro prove con il MVSR, senza l’inserto a spazzola circolare.
- 04
Confrontare con il video
I dati di movimento angolare sono confrontati con il movimento reale della ruota nel video.
Risultati
| Arresti e ripartenze | PVSR: nessuna oscillazione dell’asta né della ruota, nei dati né nel video. MVSR originale: leggera oscillazione all’arresto e impulso all’indietro al rilascio del freno, causati dall’asta. |
|---|---|
| Arresto brusco | In entrambi i casi la ruota oscilla all’arresto. L’oscillazione registrata con il MVSR originale è nettamente maggiore. |
| Arretramento | Su una rampa, in avanti poi all’indietro. Nessuna oscillazione con l’una o l’altra trattenuta. |
| Scosse | L’asta viene spostata a mano. PVSR: nessuno spostamento e nessun rumore. MVSR originale: rumore notevole, poiché nulla mantiene l’asta in posizione. Lo stesso può verificarsi su terreno accidentato. |
Risultato
A bassa velocità, parte dell’errore su distanza e velocità proviene dal mantenimento, e non dall’encoder. Con l’asta mantenuta centrata, la prova di arresti e ripartenze e l’asta spostata a mano non hanno mostrato né oscillazione né rumore.
Domande frequenti
Perché un encoder di ruota mostra un impulso all’indietro quando il veicolo si ferma?
La causa può essere il mantenimento dello statore. Se l’asta di mantenimento può muoversi nel suo supporto, l’encoder interpreta quel movimento come una rotazione della ruota. Nel caso di studio, il mantenimento magnetico originale ha dato una lieve oscillazione all’arresto e un impulso all’indietro al rilascio del freno.
Come viene mantenuto lo statore di un encoder di ruota sul veicolo?
Un’asta di mantenimento fissata allo statore è tenuta da un supporto sulla scocca del veicolo. Sul Precision Vehicle Stator Restraint, un foglio magnetico flessibile porta il supporto e un inserto a spazzola circolare mantiene l’asta centrata.
Il mantenimento dello statore ha importanza su un fondo accidentato?
Sì. Quando l’asta è stata spostata a mano, il mantenimento magnetico originale ha registrato un rumore notevole, poiché nulla la teneva in posizione. Il mantenimento di precisione non ha registrato alcuno spostamento né rumore.
Il mantenimento dello statore di precisione può essere usato con una ruota dinamometrica?
Sì. L’asta di mantenimento si fissa allo statore di un trasduttore di impulsi di ruota, oppure allo statore del collettore rotante di un insieme con ruota dinamometrica o trasduttore di coppia ruota.
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