3.14. Датчики скорости

Рис. 3.15. Датчик скорости.

Непрерывные измерители скорости обеспечивают непрерывное преобра­зование скорости контролируемого объекта в выходной электрический сиг­нал. Наиболее характерный пример таких устройств - индукционные датчи­ки скорости.

В датчике скорости ДС-1, разработанном в ЭНИМСе, катушка 1 (см. рис.), жестко связана через шток 2 с исследуемым объектом, перемещает­ся вдоль цилиндрической направляющей 3. С помощью двух систем постоян­ных магнитов (4, 5, 6, и 7, 8,9) создается магнитное поле. Замыкание силовых линий поля осуществляется через направляющую 3, благодаря чему направление магнитного поля перпендикулярно направлению движения. При перемещении катушки в ее обмотке возникает ЭДС Е, пропорциональная мгновенной скорости контролируемого объекта V: E=k×V, где k - коэффициент пропорциональности.

Датчик скорости ДС-1 обеспечивает измерение равномерности прямо­линейного движения в диапазоне скоростей от 15 мм/мин до 20 м/мин при максимальной длине хода 200 мм. Нижний предел диапазона скоростей оп­ределяется уровнем помех с промышленной частотой (50 Гц), которые на­водятся в катушке датчика.

3.15. Датчики деформаций. Резисторные датчики

Резисторные датчики (рис. 3.16) преобразуют в изменение сопротивления их собственную деформацию, практически рав­ную деформации образца в области закрепления датчика. Деформации, измеряемые с погрешностью до 0,1%, лежат в области примерно от +-10^-5 до +-2*10^-1. Нижний предел измерений определяется шумами датчика и связанной с ним электрической схемы; верхний предел зависит от упругости датчика и фиксирующего его клея.

Обычно датчик состоит из сетки, образованной нитевидными проводниками с удельным сопротивлением р, площадью поперечного сечения нити s и длиной n1, где 1 - длина одного нитевидного элемента, n - их коли­чество; для металлических датчиков n обычно составляет от 10 до 20 и равно 1 для полупроводниковых. Проводник закрепляется на изолирующей подложке - бумаге или пластике, которая наклеивается на исследуемый образец. Поэтому датчик испытывает такую же деформацию 1/1, как и образец, в направлении, параллельном нитям.

Первичная обмотка датчика питается от источника переменного тока.

Рис. 3.16. Дифференциально - трансформаторные датчики

Электродвижущие силы, наводимые во вторичных обмотках, зависят от по­ложения ферромагнитного сердечника, связанного через шток с контроли­руемым узлом станка. Параметры дифференциально - трансформаторных датчиков:

Частота напряжения питания	1-10 КГц
Предел измерения	2-10 мм
Погрешность	0,2%
Разрешающая способность	0,1 мкм
Масса сердечника со штоком	1 г

При симметричном расположении сердечника относи­тельно вторичных обмоток наводимые на них ЭДС равны и выходной сигнал датчика, представляющий собой разность указанных ЭДС равен нулю. При смещении сердечника в сторону одна из ЭДС возрастает, другая - уменьшается и выходной сигнал оказывается пропор­циональным перемещению сердечника. Направление перемещения определяет­ся по фазе выходного сигнала. Обычно этот сигнал присоединяют ко входу фазочувствительного детектора и получают напряжение постоянного тока, величина и знак которого соответствует величине и направлению смещения контролируемого объекта.