Генераторные датчики
Пьезоэлектрические акселерометры
Поджим |
m |
Корп |
|
ная |
Инертная |
||
|
|||
пружина |
|
||
|
|
Пъезодатч |
|
|
|
ики |
При ускорении корпуса инертная масса давит на пьезодатчики, вызывая появление электрического заряда. Поджимная пружина обеспечивает постоянный преднатяг элементов для точной передачи усилия. Пьезодатчики преобразуют механическое давление в электрический сигнал, пропорциональный ускорению.
Пьезоэлектрические акселерометры консольного типа.
М |
Один конец пьезокерамической пластины закреплен в корпусе, а на другом расположена инертная масса. При возникновении ускорения (направленного перпендикулярно плоскости пластины) инертная масса за счет инерции стремится остаться на месте. Это вызывает изгиб консоли. В результате деформации на поверхностях пьезоэлемента 11
Генераторные датчики
Датчики электромагнитных переменных
К датчикам электромагнитных переменных относятся:
- датчики тока, - датчики напряжения,
- датчики магнитного потока, используемые в системах автоматического управления мехатронных механизмов.
Сигналы этих датчиков используются также для измерения ЭДС, мощности и других координат электроэнергетических и мехаШунтронных– это наипростейшийустановок.
измерительный преобразователь тока в напряжение, представляющий собой резистор.
Трансформаторы тока – это трансформаторы малой мощности, первичная обмотка которых включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную обмотку включаются измерительные
Генераторные датчики
Измерительные преобразователи тока
Для преобразования большого
переменного тока первичной цепи в малый ток, удобный для измерения и защиты.
Первичная обмотка включается последовательно в цепь с измеряемым током, а ко вторичной обмотке подключаются измерительные1приборы (амперметры, счетчики)Iили2 I1реле,
2
имеющие малое сопротивление.
Измерительные преобразователи напряжения
Для понижения высокого напряжения до безопасного уровня, удобного для подключения измерительных приборов и реле защиты.
Отношение токов первичной и вторичной обмоток приближенно равно коэффициенту трансформации, поэтому ток I2 во столько раз увеличивается (уменьшается), во сколько раз уменьшается (увеличивается) U2. 13
Генераторные датчики
Датчик на эффекте Холла
Эффект Холла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Этот эффект был обнаружен в 1879 году. ЭДС Холла:
K – константа Холла, зависящая от применяемого материала;
d – толщина пластины;
В – вектор магнитной индукции.
14
Датчики Холла
1) Линейные датчики Холла:
датчики тока;
приводы переменной частоты вращения;
схемы управления и защиты электродвигателей;
датчики положения;
бесколлекторные двигатели постоянного тока;
бесконтактные потенциометры;
датчики угла поворота;
детекторы ферромагнитных тел;
датчики вибрации;
тахометры.
15
Датчики Холла
2) Логические датчики Холла:
датчики частоты вращения;
устройства синхронизации;
датчики систем зажигания автомобилей;
датчики положения (обнаруживают перемещение менее 0,5 мм);
счётчики импульсов (принтеры, электроприводы);
датчики положения клапанов;
блокировка дверей;
бесколлекторные двигатели постоянного тока;
измерители расхода;
бесконтактные реле;
детекторы приближения;
считыватели магнитных карточек или ключей;
датчики бумаги (в принтерах).
16
Датчики Холла
Датчик тока на элементе Холла
а - эффект Холла: через п/п пластину течет ток в магнитном поле, возникает поперечная разность потенциалов; б - принцип работы датчика прямого усиления: магнитное
поле, создаваемое измеряемым током, концентрируется в сердечнике и воздействует на датчик Холла. Сигнал с датчика усиливается и подается на выход; в - принцип работы датчика компенсационного типа: ток в
дополнительной обмотке создает магнитное поле, которое полностью компенсирует поле первичного тока. Датчик Холла
здесь служит индикатором "нулевого" поля, а результатом
Датчики потока. Расходомеры
•Для измерения расхода – объема или массы вещества, протекающего через поперечное сечения трубопровода в единицу времени, применяют
расходометры.
•Существует большое количество различных типов расходомеров – тахометрические (шестеренчатые, крыльчатые, турбинные), электромагнитные, вихревые, ультразвуковые, поплавковые и др. Каждый из них находит свою область применения.
18
Датчики потока. Расходомеры
Методы измерения расхода
Средняя скорость потока в сечении S равна
|
v |
V vdS |
|
C S |
|
|
|
v - скорость потока, |
|
|
|
|
|
перпендикулярная |
|
|
|
|
|
сечению |
Классификация методов по виду первичного преобразовател |
||
расхода |
|
|
1.Преобразователи с непрерывно движущимся телом |
||
2.Преобразователи, основанные на физических явлениях
3.Преобразователи, основанные на гидродинамических законах
4.Ротаметры с упругим противодействием
19
Датчики потока. Расходомеры
Расходомеры постоянного перепада давления. Ротаметр
|
|
Под действием напора потока поплавок |
|
|
FАРХ |
всплывает. Чем больше расход, тем выше |
|
|
он поднимается, увеличивая кольцевой |
||
Поплаво |
зазор между собой и стенками трубки. |
||
Fg |
Поплавок останавливается на высоте, где |
||
к |
сила тяжести уравновешивается |
||
|
|
подъемной силой потока. По положению |
|
|
|
верхней кромки поплавка на шкале |
|
|
FS |
определяют расход. |
2 |
|
gU KF SV |
OgU |
|
V |
|
Fg =Fs + Fарх 2 |
|
где U – объём поплавка, 0 |
- плотность поплавка, - плотность жидк |
||
V - скорость жидкости, |
|
|
|
S -площадь сечения поплавка перпендикулярная вектору скорости, |
|||
g - ускорение силы тяжести, - КF – коэффициент лобового сопротивл |
|||
Поплавок находится в положении Z по вертикали |
|||
при скорости жидкости |
|
расход |
|
|
|
|
||||||||
|
2gU |
|
|
0 |
|
|
Q az |
2gU |
O |
1 |
|
Kz |
||
V |
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
KFS |
|
|
|
CX |
|
|
20 |
||||||