3.5.3. Применение индуктивных ип.
Перемещение подвижной части Δδ само по себе редко выступает как непосредственная измеряемая величина. Большей частью некоторая другая измеряемая величина предварительно преобразуется в Δδ: сила, давление, расход жидкости или газа и др.
По схеме рис. 3.9 измеряется сила F, которая, прогибая верхнюю часть магнитопровода, изменяет воздушный зазор и, следовательно, индуктивность катушки.
По схеме рис. 3.10 измеряется давление Р жидкости, пара или газа, которое прогибает перегородку магнитопровода и далее как в предыдущем случае.
На рис. 3.11 показан один из принципов измерения расхода Q жидкости, пара или газа. Сужающее устройство в трубопроводе создаёт перепад давления: Р1 > Р2. Разность давлений связана объёмным (м3 / час) или массовым (кг / час) расходом соотношением
P1 – P2 = k Q2.
Рис. 3.9. Преобразование силы F в изменение размера δ воздушного зазора и, следовательно, в изменение индуктивности катушки.
Рис. 3.10. Преобразование давления Р в изменение размера δ воздушного зазора и, следовательно, в изменение индуктивности катушки.
Рис. 3.11. Один из принципов измерения расхода жидкости, пара или газа.
С помощью мембраны разность (P1 – P2) преобразуется в малое перемещение штока Δδ, воспринимаемое индуктивным преобразователем. Если далее применена измерительная цепь с неравновесным мостом и фазочувстввительным выпрямителем (см. раздел 3.5.2), то получается такая цепочка преобразований:
Q → (P1 – P2) → Δδ → (L1 – L2) → U → Iср.
ВОПРОСЫ:
1. Что представляет собой индуктивный измерительный преобразователь? Для измерения каких неэлектрических величин он используется?
2. Каков принцип действия индуктивного измерительного преобразователя?
3. Что такое чувствительность индуктивного измерительного преобразователя?
4. Нарисуйте простейшие схемы включения индуктивных измерительных преобразователей.
5. Поясните принципы измерения силы, давления и расхода жидкости или газа с помощью индуктивных измерительных преобразователей.
3.6. Емкостные измерительные преобразователи.
3.6.1. Принцип действия.
На рис. 3.12 показана модель емкостного преобразователя. Между двумя пластинами плоского конденсатора находится диэлектрик (серый цвет). Ёмкость такого конденсатора
,
(3.15)
где ε – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;
ε0 = (4π·9)-110-9 ≈ 8,84·10-12 Ф / м – диэлектрическая проницаемость вакуума; S – площадь пластин; l – расстояние между ними.
Рис. 3.12. Модель емкостного преобразователя.
При работе на синусоидальном токе модуль реактивного сопротивления конденсатора
,
(3.16)
где ω = 2πf – круговая частота переменного тока, протекающего через ёмкость.
В емкостных преобразователях разных конструкций используется изменение ёмкости при изменении любой из трёх величин: l, S и ε. Примеры конструкций емкостных ИП приведены в {3К18}.