servomeccanismo
Indice
Definizione
sm. [sec. XX; servo-+meccanismo]. Dispositivo inserito fra i vari componenti di un sistema atto a fornire in uscita un movimento di comando, determinato da un segnale di ingresso, secondo una legge interna definita in sede di progetto e in base alla quale esso è costruito. Il servomeccanismo in generale agisce in uscita a un valore di energia o potenza largamente maggiori del corrispondente valore di ingresso e opera ad anello chiuso. "Per lo schema a blocchi di un servomeccanismo di controllo vedi la figura a pagina 95 del XX volume." "Per lo schema di un servomeccanismo di controllo vedi il lemma del 18° volume." Ogni servomeccanismo opera in controreazione, cioè collegato a un sistema che riporta in ingresso al servomeccanismo il valore di un parametro caratteristico del ciclo operativo che si svolge a valle. Tale parametro viene misurato da opportuni strumenti, trasformato in maniera analogica in una grandezza intellegibile dal servomeccanismo, spesso in corrente o tensione, ma anche in pressione di un fluido, o temperatura di un fluido o di un corpo, in velocità o in intensità di radiazione ecc.; infine viene confrontato con un segnale di riferimento della stessa natura che corrisponde al valore che il parametro sotto controllo dovrebbe avere in ogni caso di buon funzionamento. I due segnali, quello di riferimento e quello misurato, vengono sottratti l'uno all'altro e il segnale risultante, detto segnale di errore in quanto è proporzionale all'allontanamento del funzionamento reale da quello auspicabile, viene elaborato e va a pilotare un servomotore che interviene a correggere l'errore. L'uscita quindi di un servomeccanismo è sempre caratterizzata da un movimento di una leva o di un albero ecc. Secondo il parametro cinematico che viene controllato da questo movimento, si hanno tre tipi fondamentali di servomeccanismi: di posizione, di velocità, di accelerazione. Il primo tipo è di gran lunga il più diffuso e si impiega per il posizionamento di un organo meccanico in funzione dello spostamento di un indice, quando è richiesto l'impiego di notevole potenza, oppure per mantenere la posizione relativa di due organi senza collegarli con trasmissioni ecc.
Tecnologia: tipi di servomeccanismo
I servomeccanismi possono essere, secondo la natura del segnale di riferimento e il tipo di servomotore impiegato, elettromeccanici, idraulici, pneumatici. I servomeccanismi elettromeccanici elaborano grandezze elettriche, corrente e tensione sia alternate sia continue. La misura dell'errore è eseguita da un trasduttore che opera a bassi livelli di potenza. L'elemento comparatore tra i segnali di riferimento e di misura è una rete elettrica sommatrice. L'amplificatore è un servoamplificatore e il servomotore può essere un motore elettrico normale o di costruzione particolare. Questi servomeccanismi vengono utilizzati in genere ogni volta che si possa agire a bassi e medi livelli di potenza, e sono leggeri, di grande varietà ed economici, oltre che di facile installazione. I servomeccanismi idraulici presentano come elemento caratteristico un servomotore idraulico che può essere comandato da valvole idrauliche (servovalvole) oppure, per alti livelli di potenza, da vere e proprie pompe alternative con possibilità di variazione di portata. I servomeccanismi idraulici sono usati per medi e alti livelli di energia; hanno il segnale di ingresso di natura elettrica e possono quindi avere servoamplificatori elettrici, (servomeccanismi elettroidraulici). In questo caso, opportuni dispositivi sono in grado di tradurre segnali elettrici in segnali di pressione e viceversa. I servomeccanismi pneumatici hanno conformazione simile, ma si basano su un servomotore pneumatico che sfrutta l'aria in pressione di una linea. Sia i servomeccanismi idraulici sia quelli pneumatici sono disponibili in unità singole utilizzabili come componenti di sistemi più complessi (amplificatori idraulici e pneumatici). I servomeccanismi pneumatici vengono usati a medi livelli di energia e in quei locali dove, per ragioni di sicurezza, non sono tollerabili linee elettriche. I componenti principali di un servomeccanismo sono l'apparato di misura, il servoamplificatore e il servomotore. Negli apparati elettrici, la grandezza da misurare produce una variazione di resistenza (per esempio, ponti, potenziometri), o di induttanza (trasformatori differenziali lineari) o di capacità (condensatori ad armature mobili) o elettromagnetici (tachimetri a magnete rotante ecc.). Negli apparati meccanici l'elemento sensibile può basarsi sulla comparazione di due movimenti (ruotismi o sistemi articolati), sulla variazione di deformazione di un corpo elastico (molle), sullo slittamento viscoso tra due corpi (sensori di velocità), sulla variazione di forza centrifuga (regolatore di Watt) o sulla variazione di coppia di reazione (giroscopi: si sfrutta la coppia di precessione).