Охарактеризуйте устройство и работу тензометрических датчиков
Тензометрические датчики (тензометры) применяются для измерения упругих деформаций малых перемещений и вибраций. Работа их основана на явлении изменения сопротивления проволоки при ее растяжении или сжатии. На испытываемую или контролируемую деталь наклеивают полоску бумаги (рис. 19) с вклеенной в нее специальным клеем зигзагообразной проволокой диаметром не более 0,05 мм. При сжатии или растяжении детали в направлении расположения проволоки сопротивление датчика изменяется во много раз значительнее, чем при деформации в перпендикулярном направлении. Иногда вместо проволоки в тензометрах применяют фольгу. Обычно сопротивление датчиков составляет 100—200 оМ. Достоинства: стабильны, их температурная зависимость мала, низкая стоимость, малые габариты, линейность характеристик. Недостатки: малочувствительны, небольшая механическая прочность. Они широко используются для преобразования деформации в изменении сопротивления.
Рис.19
Охарактеризуйте устройство и работу индуктивных датчиков
Принцип действия индуктивного датчика состоит в преобразовании перемещения подвижной части его магнитопровода в "изменение индуктивности катушек. Применяется такой датчик главным образом для точных измерений малых перемещений.
Схемы конструкций простого и дифференциального индуктивных датчиков представлены на рис. 4.2, а, б.
Рис. 4.2. Схемы конструкций простого (а) и дифференциального (б) индуктивных датчиков и их статическая характеристика (в):
1— перемещающийся предмет; 2 — подвижная часть магнитопровода; 3 обмотки;
4 — неподвижный магнитопровод
Измеряемое перемещение предмета 1 вызывает перемещение подвижной части магнитопровода 2, изменение воздушного зазора 8 и в конечном счете изменение индуктивности в обмотке 3. (В дифференциальном датчике изменяются индуктивности обеих обмоток 3.) Обмотки включены в мостовую схему переменного тока, поэтому выходной сигнал датчика — разбаланс моста пропорционален входному сигналу — перемещению.
Статическая характеристика датчика представлена на рис. 4.2, в
Ч
увствительность
индуктивных датчиков может достигать
10 В/мм, линейная
область характеристики невелика.
Индуктивным датчиком
можно измерять перемещения порядка
10¯7м.
Рис.21
Индуктивные датчики применяются для измерения механических перемещений, обычно в пределах 0,01—50 мм. Их работа основана на свойстве катушки индуктивности изменять свое реактивное сопротивление при введении в нее ферромагнитного сердечника или при изменении зазора в сердечнике, на котором помещена эта катушка. Индуктивные датчики включаются по однотактной и двухтактной схемах. В однотактной схеме (рис. 21) перемещение якоря вызывает изменение индуктивности обмотки и тока в цепи, т.е. L=f(б).
Рис.22
Рис.23
Статическая характеристика (вход—выход) такого индуктивного датчика имеет относительно небольшой линейный участок (рис. 22). При больших величинах зазора изменения индуктивности будут незначительными. Дифференциальный индуктивный датчик (рис. 23) более чувствителен, чем простой, так как при отклонении якоря от среднего положения происходит противоположное изменение индуктивности двух катушек. Например, если якорь переместится вправо, то зазор δ2 уменьшится, а зазор δ1 увеличится. Поэтому индуктивное сопротивление правой катушки станет больше, а левой — наоборот. В свою очередь, это приведёт к значительному изменению тока через измерительный прибор.
Достоинством индуктивных датчиков являются их простота и надежность, а также отсутствие скользящих деталей. Основные недостатки: сравнительно малая чувствительность, зависимость индуктивного сопротивления от частоты изменения переменного тока, небольшой линейный участок статической характеристики.