Индуктивные датчики

Служат для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.

Принцип действия индуктивного датчика основан на изменении индуктивности обмотки на магнитопроводе в зависимости от положения отдельных элементов магнитопровода (якоря, сердечника и др.). В таких датчиках линейное или угловое перемещение X (входная величина) преобразуется в изменение индуктивности (L) датчика. Применяются для измерения угловых и линейных перемещений, деформаций, контроля размеров и т.д.

В простейшем случае индуктивный датчик представляет собой катушку индуктивности с магнитопроводом, подвижный элемент которого (якорь) перемещается под действием измеряемой величины.

Индуктивный датчик распознает и соответственно реагирует на все токопроводящие предметы. Индуктивный датчик является бесконтактным, не требует механичесого воздействия, работает бесконтактно за счет изменения электромагнитного поля.

Преимущества

- нет механического износа, отсутствуют отказы, связанные с состоянием контактов

- отсутствует дребезг контактов и ложные срабатывания

- высокая частота переключений до 3000 Hz

- устойчив к механическим воздействиям

Недостатки

- сравнительно малая чувствительность

- зависимость индуктивного сопротивления от частоты питающего напряжения

- значительное обратное воздействие датчика на измеряемую величину (за счет притяжения якоря к сердечнику).

3. Разработка функциональной схемы преобразователя малых линейных перемещений.

Функциональная схема преобразователя малых линейных перемещений состоит из двух источников излучения (светодиоды), маски, опорной решетки, двух фотодиодов, двух усилителей, блока выделения направления, реверсивного счетчика, двоичного и двоично-десятичного счетчиков и индикаторов.

Источником излучения служит светодиод АЛ107Б , свет из которого, пройдя через маску и опорную решетку, попадает на фотодиод ФД-256, ток от фотодиода поступает на усилитель К140УД10 и с помощью компаратора преобразуется в напряжение.

В связи с тем, что опорная решетка и маска движутся относительно друг друга, на выходе фотодиода образуется импульсный ток. Второй канал – источник излучения –фотодиод-усилитель- необходим для выделения направления движения решетки. Щели маски 2-го канала сдвинуты относительно щелей 1-го каскада на Т/4, где Т- период решетки. Выходной ток I1 и I2 образуют разность фаз.

Опорная решетка и маска выполнены на тонких стеклах (0.3 мм). Щели выполнены по методу точной фотолитографии. Далее эти импульсы попадают на блок выделения направления.

Функциональная схема изображена на рис. 2

рис. 2

4. Расчет параметров преобразователя малых линейных виброперемещений. Расчет ширины отверстия.

Ширина отверстия в маске при допустимой погрешности преобразования -0.1%.

Для увеличения точности измерения примем ширину щели 10мкм.

1600 отсчетов => 12 разрядов в двоичном счетчике.

Маска и опорная решетка на рис. 3

10 мкм 10 мкм

рис.3