Индуктивный датчик типа ди-17м

Рис.9 Индуктивный датчик.

Табл.1

Рабочий диапазон измерений, мм	0.5…1.8
Полное сопротивление датчика, Ом	100…1к
Ток в катушке, мА	10…300
Напряжение питания датчика из генератора, В	2…12
Погрешность в измерениях, мкм
Чувствительность , мВ/мм	1

Изделие считается годным, если величина неточностей изготовления менее 0.1 мм. Изделие считается бракованным, если величина неточностей изготовления более 0.1 мм.

Индуктивный датчик удерживается с помощью винта в требуемом положении, обеспечивая его неподвижность.

В индуктивном датчике используется зависимость величины коэффициента самоиндукции реактивной катушки от измерения зазора в магнитной цепи.

Основными деталями датчика являются два электромагнита и железный якорь, измерительный стержень и выводковый шнур. Прибор включается в сеть переменного тока через трансформатор и стабилизатор напряжения. Измеряемая заготовка может быть определена в некоторых пределах.

Рабочий ход измерительного стержня ограничен n = 0.2 – 1.8 мм. Общий ход стержня датчика – 4 мм, наибольшее усилие – 500 г.

Описание функциональной схемы:

Генератор (Г) - служит источником переменного и импульсного напряжении. Используется для настройки электронной аппаратуры в данном случае для управления измерительной цепи.
Эмиттерный повторитель (ЭП) .
Преобразователь или мостовая схема (ПР) - состоит из двух катушек индуктивного

датчика , двух сопротивлении и потенциометра для балансировки моста.

Преобразует изменение параметра R,L,C в электрический ток или напряжение.

Усилительный каскад (УС) - имеет большое входное сопротивление и маленькое выходное сопротивление, что позволяет усиливать очень слабые электрические сигналы. К входной цепи УС подаётся входное напряжение U_вх (усиливаемый сигнал) и на выходе получаем U_вых (усиленный сигнал).
Мультиплексор (МХ) - многоканальный управляемый кодом коммутатор. Осуществляет выборку в соответствии с кодом адреса одного из нескольких входов и подключение его к выходу.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - служит для преобразования информации из аналоговой формы в цифровую.

Схемы и описание операционных усилителей:

Рабочий диапазон измерений имеет минимальную границу -2.5 мм, с учётом того, что коэффициент чувствительности датчика равен 1 мВ/мм, 0.5 мм будет соответствовать напряжению на датчике равным 3 мВ, а полный диапазон входного сигнала

АЦП от -2,5 до 2,5 В.

Следовательно, мы имеем целью разработку системы, усиливающей сигнал датчика 0,5 мВ до 2,5 В. В пересчёте коэффициент усиления ОУ должен быть равен:

ОУ - это аналоговая интегральная схема. Это есть усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и однотактным выходом с большим коэффициентом усиления (порядка 10³ ), с большим входным сопротивлением (~ 10кОм) и маленьким выходным сопротивлением ( ~100 Ом). ОУ предназначен для работы в схемах с звеном обратной связи.

Схема балансировки К140УД8.

1,5 - балансировка,

2 - вход инвертирующий,

3 - вход неинвертирующий,

4 - напряжение питания

(U-_п),

6 - выход,

7 - напряжение питания (+U_п),

рис. 10

Электрические параметры усилителя.

Электрические параметры	Единицы	К140УД8
Коэффициент усиления	В/мВ	10
Напряжение смешения нуля	мВ	+/- 100
Дрейф напряжения смешения	мкВ/С	6
Входные токи	нА	1,2
Разность входных токов	нА	+/- 0,15
Частота единичного усиления	МГц	1
Максимальное выходное напряжение	В	10
Напряжение источника питания	В	15
Ток потребления	мА	5

Расчет генератора с мостом Вина:

Мост Вина включают между выходом ОУ и его неинвертирующий входом чем достигается введение ПОС. Резисторы R3,R4 и R5 образуют звено ООС. Резисторы R4 и R5 определяют требуемый коэффициент усиления Кос а R3 стабилизирует амплитуду и снижает нелинейные искажения выходного напряжения.

Требуемая частота питания от генератора f =3000 Гц.

1) Для RC генератора с мостом Вина f = 1/(2 R1C1)