Подбор индуктивного датчика
Дифференциально-трансформаторные датчики (LVDT) фирмы Honeywell Sensotec применяются для бесконтактного измерения малых перемещений. Они работают по принципу дифференциального трансформатора с механически управляемым сердечником. Нелинейность датчиков составляет 0,25% от полной шкалы при рабочем диапазоне измерений от ±2,54 до ±470 мм. При измерении однонаправленных перемещений диапазон может составлять до ±940 мм.
Дифференциально-трансформаторные датчики PLVX AY111HL имеют подпружиненный плунжер и предназначены для измерения минимальных расстояний в диапазоне до 5мм. Корпус и измерительный наконечник выполнены из нержавеющей стали, а сам датчик имеет экранированную обмотку. Нелинейность составляет 0.25% от полной шкалы. Модель PLVX с диапазоном измерений до 5 мм имеет механическую регулировку нуля для точного измерения перемещений.
Технические данные:
Рабочий диапазон перемещений в мм……………………. 0.51-5.08
Чувствительность в В/Вмм…………………………….................6
Габаритные размеры в мм:
Диаметр…………………………………………………………..7,8
Длина……………………………………………………………25,9
Питание(допустимое) в В………………………………………1-7
Частота питания(допустимая) в кГц……………………..…..2-10
Питание(калибровочное) в В……………………………….…….5
Частота питания(калибровочная) в кГц………………………....5
Выходное сопротивление в кОм………………………………100
Рисунок 2.
Для дальнейшего расчёта усилителя необходимо определить максимальное напряжение на выходе датчика. Необходимо найти полный ход датчика по формуле:
D=Xmax-Xmin=5,08-0,51=4,57мм.
Учитывая,
что чувствительность датчика S=6(мВ/В
,
а напряжение питания Uпит=2,5В,
найдём максимальное напряжение на
выходе датчика:
Uвых.датч.=S
Расчёт генератора синусоидальных колебаний
Рисунок 3.
Выбираем
R1=R2=56 кОм. С1=С2=С, которые найдем из
условия
Т.к.
,
а по условию fcр=85 Гц, то
850Гц.
.
Для запуска генератора необходимо обеспечить условие k1, а для надежной работы усилителя в линейном режиме k=1. Зададимся RHL =1000 Ом, тогда R3 = 2,05 RHL =2000 Ом. Резистор R3 переменного типа – подстроечный.
Расчёт электронного усилителя
Рисунок 4.
Зная,
что Uвых
датчика = Uвхода
усилителя и то, что на выходе усилителя
нам необходимо получить напряжение
Uвых=2,5В
найдём коэффициент усиления усилителя
по формуле
Но
учитываем, что коэффициент усиления
фильтра, который будет рассчитан далее
равен 1,5, необходимо уменьшить коэффициент
усиления усилителя в 1,5 раза.
С помощью стандартной программы Excel, входящей в пакет программ Microsoft Office, осуществляем подбор резисторов в усилителе по ряду Е12:
R4=4,7кОм,
R5=R6=4,7кОм,
R7=R8=1кОм,
R9=R10=8,2кОм.
Осуществим проверку: Ku=Uвых/Uвх=[2
.
Подбор Фазочувствительного выпрямителя и фазорегулятора.
Рисунок 5.
Основная особенность данной схемы – использование одной обмотки трансформатора при выпрямлении обоих полупериодов переменного напряжения.
При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Верхний вывод вторичной обмотки – вентиль VD2 – верхний вывод нагрузки – нагрузка - нижний вывод нагрузки - вентиль VD4 – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка.
При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Нижний вывод вторичной обмотки – вентиль VD3 – верхний вывод нагрузки - нагрузка – нижний вывод нагрузки – вентиль VD1 – верхний вывод вторичной обмотки – обмотка.
Как мы видим, в обоих случаях направление тока через нагрузку одинаково.
Преимущества: По сравнению с однополупериодной схемой мостовая схема имеет в 2 раза меньший уровень пульсаций, более высокий КПД, более рациональное использование трансформатора и уменьшение его расчетной мощности. По сравнению с двухполупериодной схемой мостовая имеет более простую конструкцию трансформатора при таком же уровне пульсаций.
Рисунок 6.
Нагрузкой вторичной обмотки ТР2 выпрямителя служит фазосдвигающая цепочка R-C. Сдвиг фазы тока и напряжения на вторичной обмотке ТР2 параметрами цепочки R-C, в которой величина сопротивления R, как правило, задается оператором. Для примера, зададимся значениями C3 и R11 стандартными значениями из ряда E12 – С3=4,7нФ, R11=220кОм.