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I trasduttori di velocità

trasduttori di velocità si distinguono in trasduttori di velocità lineare e trasduttori di velocità angolare: i primi si basano su fenomeni di tipo elettromagnetico, mentre i secondi si basano su fenomeni di tipo ottico.

I trasduttori di velocità lineare

Nei trasduttori di velocità lineare elettromagnetici è presente un magnete permanente libero di muoversi in un avvolgimento avanti e indietro e solidale con l’oggetto del quale si intende misurare la velocità. Nel momento in cui il magnete si muove, ai capi viene indotta una forza elettromotrice che, secondo la legge di Lenz, è proporzionale alla variazione del flusso concatenato. Tanto è maggiore la velocità dell’oggetto, quanto più è elevata la forza elettromotrice. Un dispositivo del genere, tuttavia, non è esente da svantaggi: quello più significativo è rappresentato dal fatto che la sua sensibilità è correlata alla posizione che il magnete permanente assume. L’uscita, infatti, è nulla quando il magnete permanente è completamente dentro l’avvolgimento, dato che in questa situazione non si registra alcuna variazione del flusso magnetico.

A tale inconveniente, tuttavia, si può porre rimedio: basta usare i dispositivi LVT – acronimo di Linear Velocity Transducer -, i quali impiegano due avvolgimenti in controfase e presentano una configurazione che può essere paragonata a quella dei trasduttori di spostamento.

I trasduttori di velocità angolare

Il tachimetro in c.c. è un esempio di trasduttore di velocità angolare: esso fornisce una tensione continua in uscita che è direttamente proporzionale alla velocità angolare. Noto anche con il nome di dinamo tachimetrica, consiste – appunto – in una dinamo a magnete permanente che vanta due peculiarità elettromeccaniche ben precise, e cioè un’alta linearità di risposta e un limitato momento di inerzia. Un sistema di spazzole che strisciano su un collettore ad anello preleva dal rotore la tensione di uscita, la quale – di conseguenza – non è continua ma si caratterizza per un’ondulazione che fa sì che il tachimetro in c.c. possa essere impiegato per misurazioni di precisione. Il controllo di velocità dei motori è una delle applicazioni tipiche della dinamo tachimetrica, che fornisce una tensione per cui la polarità segnala la direzione di rotazione.

Un altro modello di trasduttore di velocità angolare può essere identificato nel tachimetro in c.a., il quale fornisce in uscita una tensione alternata la cui ampiezza varia al variare della velocità angolare. Noto anche con il nome di generatore a induzione, questo trasduttore è dotato di un avvolgimento di statore di eccitazione e di un avvolgimento di statore di uscita, oltre che di un avvolgimento in corto circuito sul rotore. Nel momento in cui l’avvolgimento di eccitazione viene alimentato con una tensione alternata la cui frequenza e la cui ampiezza sono costanti, si produce un flusso primario alternato che fa sì che sui conduttori del rotore venga indotta una forza elettromotrice, la quale è proporzionale alla velocità con la quale le linee di flusso sono tagliate dai conduttori. Per le spire parallele alle linee di flusso, la velocità è massima; per le spire ortogonali, la velocità è minima.

Vale la pena di menzionare, in conclusione, anche i tachimetri ottici e gli accelerometri: i primi sono encoder incrementali che mettono a disposizione un segnale di frequenza variabile in base alla velocità angolare che deve essere misurata, mentre i secondi – che sono costituiti da una massa sospesa a un contenitore rigido attraverso uno smorzatore e una molla – vengono utilizzati per la misurazione di urti meccanici, di vibrazioni e di accelerazioni, che avviene in considerazione dello spostamento della massa sismica.