34. Индуктивные датчики

Датчики основаны на изменении индуктивного сопротивления электромагнитного дросселя при перемещении одной из подвижных его деталей, обычно якоря. Они широко применяются для измерения малых угловых и линейных механических перемещений, деформаций, а также для управления следящими системами.

Индуктивный датчик представляет собой электромагнитный дроссель с переменным воздушным зазором δ, обмотка 1 которого включена последовательно с сопротивлением нагрузки Z_{H .}

Индуктивные датчики: а - схема включения индуктивного датчика дроссельного типа; б - поворотно-трансформаторный датчик

Магнитопровод и якорь обычно выполнены из магнитомягкого материала. При изменении воздушного зазора δ (входная величина) меняется индуктивность обмотки дросселя L_др, а также сопротивление обмотки Z_др.

При увеличении длины зазора δ индуктивность обмотки дросселя уменьшается, а это, в свою очередь, приводит за счет уменьшения Z_др к увеличению тока в нагрузке.

К достоинствам нереверсивного индуктивного датчика следует отнести: высокую чувствительность, надежность и долговечность, отсутствие контактных устройств, значительную величину выходной мощности (до сотен вольт-ампер), простоту конструкции и удобство эксплуатации. Реверсивные датчики имеют чувствительность в 2 раза выше.

35. Емкостные датчики

В общем случае емкостный датчик представляет собой конденсатор, в котором емкостное сопротивление изменяется при изменении измеряемой (регулируемой) неэлектрической величины.

Емкостные датчики: а - схема емкостного дифференциального датчика; б - характеристика изменения емкости

Измеряемая (регулируемая) величина вызывает изменение расстояния d между пластинами. При перемещении подвижной пластины на расстояние ±Х значение d увеличивается, что приводит к уменьшению емкости датчика и к снижению реактивного и соответственно полного сопротивлений.

Основными достоинствами емкостных датчиков являются: высокая чувствительность, отсутствие подвижных трущихся деталей, простота конструкции, малые размеры, масса и инерционность.

36. Тахометрические датчики

К тахометрическим датчикам относятся тахогенераторы, которые представляют собой маломощные электрические машины, преобразующие механическое вращение в электрический сигнал. Тахогенераторы на выходе дают напряжение, пропорциональное частоте вращения, и применяются в качестве электрических датчиков угловой и линейной скорости (лента конвейера). В зависимости от вида выходного напряжения и конструкции они делятся на тахогенераторы постоянного и переменного тока.

Тахогенераторы постоянного тока конструктивно представляют собой электрические генераторы постоянного тока и выполнены с возбуждением от постоянных магнитов. При вращении якоря тахогенератора с частотой n с его щеток снимается ЭДС, значение которой выражается в В:

С увеличением частоты вращения тахогенератора до определенного момента его выходное напряжение U_вых растет пропорционально и только при большой частоте линейность характеристики нарушается.

Тахогенераторы постоянного тока: а - схема тахогенератора с возбуждением от постоянных магнитов; б - схема тахогенератора с независимым электромагнитным возбуждением; в - выходная характеристика