L’essenziale
Un collettore rotante trasmette segnali tra una parte in rotazione e il mondo fisso attraverso un contatto pista-spazzole. Il suo rotore gira con il pezzo e porta i fili del sensore; il suo stator trasmette i segnali al sistema di acquisizione. Un collettore rotante a fondo albero si monta sull’estremità libera di un albero; un modello tubolare si infila su un albero che non ne è dotato.
A cosa serve un collettore rotante?
Trasferisce segnali ed energia tra parti fisse e parti in rotazione, su più canali contemporaneamente. Il segnale analogico attraversa i contatti senza limitazione di banda passante.
- Misure tipiche: temperatura, deformazione dell’albero di trasmissione, coppia, tensione, vibrazione, accelerazione.
In fondo all’albero o tubolare?
È l’albero a decidere. Un collettore rotante in fondo all’albero richiede un’estremità libera dell’albero; un modello tubolare si infila sull’albero.
- In fondo all’albero: sull’estremità di un albero rotante, per ruote, cambii, motori e compressori. Da 4 a 60 canali; la serie S e l’SR10 arrivano a 12 000 giri/min.
- Tubolare: l’albero attraversa il foro passante, da 30 a 81,3 mm sulla serie B, principalmente per misure su alberi di trasmissione automobilistici. Da 4 a 8 canali.
- I collettori rotanti su misura sono progettati quando nessuna delle due soluzioni è adatta.
Quali sensori collegarvi?
Le termocoppie e gli estensimetri sono i più comuni. I collettori rotanti trasmettono anche segnali digitali: in una prova Michigan Scientific, Gigabit Ethernet è passato attraverso un SR36M in rotazione a 900 giri/min.
- Termocoppie: fissate su parti rotanti come dischi dei freni o ruote e instradate verso un collettore rotante all’esterno della ruota. Mantenere l’assieme a temperatura uniforme, oppure amplificare sul rotore, affinché un gradiente di temperatura tra le piste non entri nella misura.
- Estensimetri: collegati a ponte intero di Wheatstone con tutti e quattro i brami lato rotante, in modo che le piste restino esterne al ponte e non ne modifichino l’equilibrio. Il rumore di picco delle piste resta quindi inferiore a 0,1 % del segnale di dati.
Quando è necessario un amplificatore?
Quando il segnale è debole o l’ambiente rumoroso. Un amplificatore lato rotante converte il segnale del sensore in una tensione di alto livello prima che attraversi le piste, riducendo gli errori dovuti ai gradienti di temperatura attraverso il collettore rotante e ai disturbi.
- Ambienti elettricamente rumorosi
- Livelli di deformazione bassi
- Velocità elevate
- Vibrazioni
Cosa lo rende un collettore rotante per strumentazione?
Le piste e le spazzole sono in metalli preziosi. Ciò mantiene la variazione della resistenza di contatto abbastanza bassa per i segnali di strumentazione di basso livello come i ponti di estensimetri e le termocoppie: 0,1 Ω di picco sulla serie S e sulla serie SR. Le versioni stagni, come quelle della serie B, resistono ad acqua, fango, neve e polvere.
Da ricordare
- Un’estremità libera dell’albero: in fondo all’albero. Nessuna estremità libera: tubolare.
- Ponte intero di estensimetri sul rotore: le piste restano all’esterno del ponte. Le termocoppie richiedono una temperatura uniforme o un amplificatore sul rotore.
- Amplificare sul rotore quando il segnale è debole o l’ambiente rumoroso.