21.2.Индуктивные преобразователи

Индуктивный преобразователь является параметрическим - перемещение одного из его элементов при вибрации вызывает изменение индуктивности системы и ее сопротивления переменному току.

На рисунке 4.10 показаны основные схемы построения индуктивных преобразователей – с переменной площадью зазора, с переменной длиной зазора и с подвижным цилиндрическим сердечником. Для всех вариантов обычно используется дифференциальная мостовая схема включения.

Индуктивные преобразователи имеют гораздо меньшую массу, чем индукционные, тем не менее, область их применения ограничена измерением низкочастотных вибраций. Это связано с тем, что частота тока питания (несущего сигнала) не может превышать 3 – 5 кГц из-за возникновения вихревых магнитных потоков в сердечнике и значительных паразитных емкостей и индуктивностей соединительных проводов. При этом для надежной работы преобразователя необходимо, чтобы частота измеряемого процесса была в 5 – 10 раз ниже частоты несущего сигнала.

Основным достоинством индуктивных преобразователей является их простота, возможность применения при повышенных температурах и высокая чувствительность.

Рис. 4. 10. Схемы индуктивных преобразователей:

а – с переменой площадью зазора; б – с переменной длиной зазора; в – дифференциальный с переменной площадью зазора; г - дифференциальный с переменной длиной зазора; д – с подвижным сердечником; е – дифференциальный с подвижным сердечником.

22. Емкостные датчики виброперемещений.

Емкостные преобразователи

Одним из наиболее распространенных классов параметрических преобразователей параметров вибрации являются емкостные измерительные преобразователи. Они состоят из подвижной и неподвижной частей, относительное перемещение которых приводит к изменению емкости преобразователя:

[пФ], 4.6

где ε– диэлектрическая проницаемость среды;

S– площадь перекрытия плоскопараллельных пластин преобразователя;

d– расстояние между пластинами.

Изменение емкости преобразователя происходит при изменении любого параметра, входящего в формулу (4.6), поэтому выделяют три основные конструкции емкостных датчиков вибрации, которые представлены в таблице 4.9.

Таблица 4.9

Тип конструкции	Схема конструкции	Закон изменения емкости
С переменным расстоянием между пластинами
С переменной площадью перекрытия пластин
С переменной диэлектрической проницаемостью среды

Одной из основных задач, решаемых при создании емкостных преобразователей, является увеличение их емкости. Поскольку в большинстве случаев увеличение площади пластин ограничено допустимыми габаритами, то эта задача обычно решается уменьшением зазора. В этом случае к качеству материалов и защищенности зазора от влаги и пыли определяются особо жесткие требования. Технические характеристики некоторых емкостных преобразователей приводятся в таблице 4.10.

Табл. 4.10

Тип	Назначение	Диапазон измеряемых перемещений, мм	Частотный диапазон, кГц
ММ0004 «Брюль и Къер»	Измерение виброперемещений	10% от расстояния до вибрирующей поверхности	0,2 – 200
51Д05	Контактный датчик смещения	0 – 10 0 – 70	0 – 100
51Д11 51Д21	Бесконтактный датчик вибрации	0,1 – 1000 мкм	0 – 1000
51Д07	Сейсмический датчик крутильных колебаний	±2 ±5	0,018 – 1,5

23.