L’essenziale
Utilizzi un collettore rotante quando l’albero ha un’estremità libera o può passare in un collettore rotante tubolare, e quando servono numerosi canali o un segnale analogico senza limiti di banda. Utilizzi la telemetria wireless quando l’albero non può essere smontato né modificato, o quando nulla lo deve toccare. Lo stesso ponte di estensimetri misura la coppia in entrambi i casi; cambia solo il modo in cui il segnale lascia l’albero.
L’estremità dell’albero è libera?
Questo determina il montaggio. Un collettore rotante a fine albero richiede un’estremità d’albero libera. Un albero senza estremità libera riceve un collettore rotante tubolare, un trasmettitore a fascetta o una fascetta apribile.
- Estremità libera, ad esempio una puleggia, una ruota o un albero di cambio: collettore rotante a fine albero serie S o serie SR. La serie S si monta con due viti e richiede da 30 a 38 mm di lunghezza.
- Nessuna estremità libera, albero smontabile: collettore rotante tubolare serie B. L’albero attraversa il foro passante, da 30 a 81,3 mm, adattabile ad alberi più piccoli.
- Nessuna estremità libera, albero non smontabile: trasmettitore a fascetta CIT o CBT, fissato con cinghie su un albero di 25 mm o più, oppure fascetta apribile TEL-SC, che si chiude attorno ad alberi di 23 mm e oltre.
- Estremità libera ad alta velocità, senza cuscinetto desiderato: telemetria a fine albero modello T3 o T8.
- Semiasse pieno all’interno di un carter: né un collettore rotante tubolare né un trasmettitore possono montarsi attorno all’albero. Il semiasse è strumentato con estensimetri all’interno di un foro e il segnale esce attraverso il mozzo, verso un collettore rotante o un sistema di telemetria sulla ruota.
Quanto dura la prova e da dove proviene l’alimentazione?
Con un collettore rotante, l’alimentazione raggiunge il rotore tramite i contatti, quindi la durata della prova non dipende da una batteria. Con la telemetria, il trasmettitore gira con l’albero e necessita di un’alimentazione propria: una batteria, che determina la durata della prova, oppure l’induzione, che non la determina.
- Batteria: nessuna bobina da installare, quindi ingombro minimo. Il CBT funziona 48 h con un ponte di estensimetri e 36 h con due; il CBT-mini funziona fino a 28 h con un ponte.
- Induzione: una bobina fissa alimenta il trasmettitore senza contatto, senza batteria da sostituire. Il CIT e il TEL-SC sono concepiti per prove di lunga durata.
- Su un semiasse, un anello a induzione mantiene alimentato il trasmettitore mentre l’albero si muove nella corsa della sospensione.
- Il T3 e il T8 sono alimentati per induzione, con la bobina primaria a circa 3–5 mm dal trasmettitore.
Quante vie?
Contate i ponti di estensimetri e le termocoppie. Un collettore rotante è specificato in vie, e ogni sensore ne utilizza diverse; un trasmettitore di telemetria è specificato in canali.
- Collettori rotanti in fondo albero: 4–10 vie sulla serie S, 10, 20 o 36 sulla serie SR, 45 o 60 sul SR45A-AXHS e sul SR60A-AXHS.
- Collettori rotanti tubolari: 4–8 vie sulla serie B.
- Telemetria a fascetta: 1 o 2 ponti di estensimetri sul CIT e sul CBT, 1 sul CBT-mini.
- Collare spaccato: il TEL-SC accetta fino a 3 canali su anelli di diametro inferiore a 76 mm, fino a 12 sugli anelli più grandi, estensimetro o termocoppia.
- Telemetria multicanale: 1–8 canali estensimetro o termocoppia sul M560, 3 sul modello T3, 8 sul modello T8.
A quale velocità gira l’albero?
La velocità dell’albero deve restare inferiore alla velocità nominale del collettore rotante, che sulla serie SR diminuisce all’aumentare del numero di vie. La telemetria in fondo albero non ha né cuscinetto né parti di usura.
- Serie S: 12 000 giri/min in standard, fino a 20 000 giri/min su opzione.
- Serie SR: 12 000 giri/min per l’SR10M, 4 000 giri/min per l’SR20M, 2 400 giri/min per l’SR36M; 2 000 giri/min con guarnizioni rotanti a contatto (W).
- Modelli T3 e T8: collaudati a 24 000 giri/min, senza limite superiore stabilito né manutenzione periodica.
- CBT su un albero a velocità più elevata che richiede un bilanciamento: montare il contrappeso a 180° rispetto al trasmettitore.
Quale banda passante e quale segnale Le servono?
Un collettore rotante trasmette il segnale analogico stesso, senza limite di banda passante. La telemetria digitalizza il segnale sull’albero e lo invia via radio con controllo degli errori; la banda passante è quindi quella del trasmettitore.
- Collettore rotante: piste e spazzole in metalli preziosi mantengono la variazione della resistenza di contatto a 0,1 Ω di picco, abbastanza bassa per estensimetri e termocoppie. Un amplificatore sul rotore eleva il segnale a una tensione di alto livello prima delle piste, per bassi livelli di deformazione, velocità elevate, vibrazioni o disturbi elettrici.
- CBT: campionamento 3 kHz per canale, 12 bit, uscita analogica ± 10 V. CBT-mini: 7 kHz, 14 bit.
- Modello T3: fino a 7 kHz per canale. Modello T8: banda passante da DC a 1 kHz, 16 bit.
- M560: 16 bit, tutti i canali campionati simultaneamente, da DC a 1,5 kHz, uscita analogica ± 10 V per canale.
- Un collettore rotante può anche ospitare un encoder per la velocità e l’angolo dell’albero: 60 imp./giri sui SR/E60 e sulle versioni serie B /E60, 512 imp./giri in quadratura sul SR/PE512, da 256 a 512 imp./giri sul SR/ERT.
Quale ambiente, e quale budget?
Entrambe le soluzioni esistono in versioni stagnhe per uso stradale e fuoristrada. Sul costo, Michigan Scientific indica il collettore rotante come la soluzione meno costosa rispetto alla maggior parte dei sistemi senza contatto.
- Collettori rotanti stagni: le versioni stagnhe della serie B resistono ad acqua, fango, neve e polvere su un albero di trasmissione; la serie SR accetta guarnizioni W o B.
- Alloggiamenti telemetria: il CBT, il CBT-mini e il CIT sono IP67; il M560 è protetto contro vibrazioni, forti accelerazioni e contaminanti.
- Temperatura: da −40 a 121 °C per la serie S e la serie SR, da −40 a 125 °C per il M560 e il modello T8, da −40 a 85 °C per il CIT. Le batterie limitano il CBT a −20/50 °C e il CBT-mini a −40/60 °C.
- Portata radio sul collegamento 2,4 GHz: 1-2 m per il CBT, 3-4 m per il CBT-mini e il CIT con telemetria M540, 1-3 m per il modello T3.
- Powertrain elettrici e ibridi: la telemetria è utilizzata sugli alberi di ingresso e di uscita del cambio, e il T8 legge termocoppie di tipo K sui rotori dei motori elettrici.
Da ricordare
- Estremità libera dell’albero: collettore rotante serie S o serie SR. Alta velocità su un’estremità dell’albero senza supporto: modello T3 o T8.
- Nessuna estremità libera: collettore rotante tubolare serie B se l’albero può essere smontato, CIT, CBT o TEL-SC in caso contrario.
- Prova breve o nessuno spazio per una bobina: batteria (CBT, CBT-mini). Prova lunga: induzione (CIT, TEL-SC).
- Numerosi canali o segnale analogico senza limite di banda: collettore rotante. Fino a 8 canali senza contatto: M560 o modello T8.