9. Трансформаторные датчики

Принцип действия трансформаторных датчиков основан на изменении коэффициента взаимоиндукции обмоток при переме­щении якоря. Они относятся к электромагнитным датчикам гене­раторного типа.

Магнитные системы трансформаторных датчиков такие же, как и у рассмотренных в предыдущем параграфе индуктивных датчиков. От­личие заключается лишь в том, что до­бавляется еще обмотка, с которой и снимается выходной сигнал. Благода­ря этому в трансформаторных датчи­ках отсутствует непосредственная элек­трическая связь между цепью питания и измерительной цепью. Существует связь лишь за счет магнитного поля (трансформаторная связь), что позво­ляет выбором числа витков выходной обмотки получить любой уровень выходного напряжения.

Пример: Обмотка возбуждения w1 питается напряжением U1, ко­торое создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Во вторичной обмотке w2 индуцируется ЭДС E2, значение кото­рой зависит от величины воздушного зазора б. Максимальная ЭДС Е2 получается при =0, поскольку при этом магнитное со­противление замкнутого магнитопровода минимально и по нему проходит максимальный магнитный поток Ф. С увеличением ! уменьшаются магнитный поток и соответствующая ему ЭДС E2.

Трансформаторные датчики используются для измерения линейных перемещений, давлений, расходов и др.

10. Магнитоупругие датчики: назначение, принцип действия

Принцип действия магнитоупругих датчиков основан на магнитоупругом эффекте — физическом явлении, проявляющемся в виде изменения магнитной проницаемости ферромагнитного материала в зависимости от механических напряжений в нем. Магнитоупругие датчики используются для измерения силовых пара­метров: усилий, давлений, крутящих и изгибающих моментов, механических напряжений и т. п.

конструктивно магнитоупругие датчики представляют магнитопровод с одной или несколькими обмотками. Магнитное сопро­тивление сердечника , где l и 5 — длина и площадь се­чения сердечника. Если к сердечнику приложено механическое усилие F, то магнитная проницаемость р изменится. Следователь­но, изменятся и магнитное сопротивление сердечника, и индуктив­ность обмотки на сердечнике. Как видим, есть аналогия с индук­тивными датчиками. В индуктивных датчиках также происходит изменение магнитного сопротивления, но за счет длины или сече­ния воздушного зазора. В магнитоупругих датчиках зазор не ну­жен, сердечники могут быть замкнутыми.

Магнитоупругие датчики используются для измерения вращающих моментов, усилий и др.

11. Индукционные датчики: назначение, принцип действия.

Индукционные датчики предназначены для преобразо­вания скорости линейных и угловых перемещений в ЭДС. Они от­носятся к датчикам генераторного типа. Принцип действия индукционных датчиков основан на законе электромагнитной индукции (генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока ). Выходным сигналом индукционных датчиков является ЭДС, кото­рая пропорциональна скорости изменения магнитного потока, про­низывающего витки катушки. Это изменение происходит за счет перемещения катушки в постоянном магнитном поле или за счет вращения ферромагнитного индуктора относительно неподвижной катушки.

Основным отличием индукционных датчиков от индуктивных является то, что в них используется постоянное магнитное поле, а не переменное (питание индуктивных датчиков осуществляется от сети переменного тока). Постоянное магнитное поле в индукцион­ных датчиках создается двумя способами: постоянными магнита­ми или катушкой, обтекаемой постоянным током.

Индукционные датчики используются для измерения расходов жидкости и газа, частоты вращения.