Ємнісний датчик. У ємнісних датчиках використовується залежність ємності с конденсатора від площі пластин s, відстані між ними h та діелектричної сталої ε відповідно до формули

.

(3)

Ємнісними датчиками можна вимірювати або контролювати лінійні й кутові переміщення, розміри, температуру, відносну вологість повітря та інші параметри. Дуже часто в ємнісних датчиках для зміни ємності C використовується зміна площі пластин конденсаторів змінної ємності, що перекриваються, викликана кутовим переміщенням (поворотом) осі конденсатора α(t). При цьому змінюється ємнісний опір X_С у вихідному колі датчика, а також струм навантаження I_Н (рис.3).

Оскільки ємність змінного конденсатора незначна (C = 50 – 300 пФ), то для зменшення похибки ємнісні датчики живлять струмом підвищеної частоти (10 – 30 кГц). Наприклад, при максимальній ємності C = 100 пФ на частоті 50 Гц ємнісний опір конденсатора становитиме

а на частоті 25 кГц буде дорівнювати

Тахогенераторний датчик. Тахогенераторний датчик відноситься до типу генераторних датчиків і призначений для вимірювання швидкості обертання (числа обертів) рухомих частин механізмів: валів генераторів та електродвигунів, елементів різноманітних машин.

Тахогенераторний датчик являє собою електричну машину (генератор Г), ротор якої містить магніт (або обмотку збудження), що створює магнітний потік Ф_М. При обертанні ротора з кутовою швидкістю Ω обмотку статора пронизує магнітний потік ротора, що змінюється за законом Ф = Ф_МsinΩt. При цьому в обмотці статора наводиться е.р.с.

де W – кількість витків обмотки статора.

Конструктивно генератор виконується так, щоб забезпечити в робочому діапазоні максимально лінійну залежність Е_М від швидкості обертання.

Схему дослідження тахогенераторного датчика наведено на рис.4.

2 Опис лабораторної установки

Досліджувані в лабораторній роботі датчики змонтовані на лицьовій панелі установки. Електроживлення установки вмикається тумблером, розташованим зліва вгорі. Схеми дослідження датчиків вмикаються загальним перемикачем, встановленим у центрі лицьової панелі. Підключення датчиків до джерел живлення здійснюється спеціальними перемичками на передній панелі установки.

Зміна вхідних механічних величин (кут повороту реостатного і ємнісного датчиків, переміщення осердя котушки індуктивного датчика) здійснюється регулювальними рукоятками (гвинтами) із шкалами переміщень.

Вимірювання значень струму у вихідних колах датчиків здійснюється одним загальним міліамперметром з набором шунтів і додаткових опорів. Тому в процесі виконання роботи необхідно уважно стежити за правильним положенням загального перемикача і враховувати ціну ділення шкали міліамперметра.

3 Завдання

3.1 Вивчити принцип дії реостатного, індуктивного, ємнісного і тахогенераторного датчиків.

3.2 Дослідити залежність зміни вихідних сигналів від зміни вхідних величин параметричних і генераторного датчиків.

3.3 На підставі результатів дослідження побудувати графіки залежностей струму навантаження датчиків від вхідних величин.

3.4 Скласти звіт про виконану роботу і підготувати відповіді на контрольні запитання.