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sensori
applicazioni
Settembre 2015
n
Automazione e Strumentazione
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soprattutto a causa del fatto che il telescopio è
situato in una regione molto remota, in cui le ripa-
razioni saranno complesse e costose da sostenere.
Ciascuno dei cilindri in questo allestimento inte-
grerà un sensore di posizione magnetostrittivo della
Serie E
di
MTS Sensors
, basato sulla tecnologia
proprietaria
Temposonics
dell’azienda.
La
magnetostrizione
provoca alterazioni delle
dimensioni dei materiali ferromagnetici, quando
questi sono posizionati all’interno di un campo
magnetico. Attraverso la struttura sensibile Tempo-
sonics, l’applicazione dei principi di magnetostri-
zione consente di determinare in modo accurato la
posizione attraverso l’interazione momentanea di
due campi magnetici. Uno di questi campi si ori-
gina da un magnete permanente mobile che passa
lungo la superficie esterna del sensore, mentre
l’altro campo proviene da un impulso di corrente
applicato lungo la guida d’onda ferromagne-
tica che corre parallela alla direzione attraversata
permanentemente dal magnete. Quando questi
campi magnetici interagiscono, viene generato un
impulso di torsione sonica che passa attraverso la
guida d’onda ed è successivamente rilevato dall’e-
lemento sensibile. Una misura precisa del periodo
temporale fra l’applicazione dell’impulso magne-
tico e il ricevimento dell’impulso di torsione con-
sente di ricavare un valore preciso della distanza
del magnete mobile.
I dispositivi della Serie E, le cui specifiche sono
state definite dagli ingegneri per il progetto Fast,
offrono una combinazione vantaggiosa di robu-
stezza, economicità e compattezza. L’
accuratezza
costante
di questi sensori è realmente all’avanguar-
dia sul mercato, con una deviazione della linearità
inferiore allo 0,02% (a piena potenza) e una ripe-
tibilità dello 0,005% (a piena potenza). Ciascuno
dei dispositivi è dotato di un’uscita con
interfaccia
seriale digitale sincrona
(SSI), che facilita l’inte-
grazione a livello di sistema ed assicura alti livelli
di qualità del segnale. I dispositivi della Serie E
sono racchiusi in alloggiamenti di classe
IP69K
,
il che contribuisce a proteggerli dall’ingresso di
liquidi, da condizioni di temperatura e di pressione
elevate, oltre a consentirne il lavaggio. Essendo
realizzati in acciaio inossidabile, essi sono alta-
mente ottimizzati per il posizionamento all’interno
di cilindri idraulici.
La lunghezza di corsa delle unità della Serie E
va da 50 mm fino a 2500 mm. I sensori possono
gestire urti da 100 g (in conformità allo standard
EN 60068-2-27) e una forza vibrazionale di 15 g a
frequenze comprese fra 10 Hz e 2000 Hz (secondo
lo standard EN 60068-2-6). Il loro intervallo di
temperatura operativa si estende da -40 °C fino a
75 °C, a fronte di un livello massimo di umidità
relativa del 90%.
Il metodo di misura della posizione in base al
principio magnetostrittivo, di cui MTS Sensors è
pioniere, offre un metodo altamente accurato ed
affidabile per determinare la posizione. I sensori
che fanno uso di questa tecnologia sono di fatto
immuni all’usura e sono perciò idonei ad essere
impiegati in contesti particolarmente difficili. I
sensori Temposonics possono gestire vibrazioni,
violenti urti e alte pressioni senza perdere in affida-
bilità o in prestazioni. Inoltre, essi supportano inter-
valli di temperature estesi. Dato che le loro uscite
corrispondono ad una posizione assoluta piuttosto
che ad un valore relativo, viene eliminata la neces-
sità di ricalibratura. Ciò semplifica notevolmente il
processo di manutenzione.
È chiaro che, malgrado l’attuale crisi economica,
gli investimenti nel progresso scientifico
continueranno ad essere una priorità per i Paesi
in tutto il mondo. Il desiderio di saperne di più sui
misteri dell’universo non è stato in alcun modo
ridimensionato, e progetti ambiziosi e rivoluzionari
come il Fast costituiscono la prova del grande
impegno profuso in questo senso.
n
‘
Rilevatori
magnetorstrittivi
per il
radiotelescopio
più grande del
mondo
Figura 3 - I dispositivi della Serie E di MTS
Sensors inseriti nel sofisticato sistema di
posizionamento della superficie riflettente
del radiotelescopio Fast
Figura 2 - La tecnologia Temposonics di MTS Sensor per la
misura della posizione in base al principio magnetostrittivo.
Schema del sensore:
(A)
rivelatore di impulso di torsione;
(B)
elemento sensibile magnetostrittivo (guida d’onda);
(C)
magnete mobile di posizione (campo magnetico).
Principio di funzionamento:
(1)
impulso di corrente;
(2)
campo magnetico generato dall’impulso di corrente;
(3)
sollecitazione meccanica (torsione generata
dall’interazione dei campi magnetici);
(4)
diffusione della sollecitazione meccanica.