Индуктивные преобразователи.

Предназначены для преобразования линейных и угловых перемещений в индуктивность.

Впростейшем случае индуктивный преобразователь состоит из магнитопровода и подвижного элемента, который связан с перемещаемым узлом.

Режим переменной толщины зазора или режим переменной площади зазора.

; ;;

- толщина зазора; - площадь магнитопровода;- магнитная проницаемость;W – число витков;

; ;;

Недостаток – обратное воздействие на измеряемый параметр.

Преобразователи дифференциального типа:

Врежиме переменной толщины.

В режиме переменной площади.

Индуктивный круговой дискретный преобразователь.

Предназначен для преобразования угловых перемещений в переменный сигнал индуктивности.

Магнитная цепь состоит из двух концентричных зубчатых сердечников, сдвинутых между собой на 1/2 шага зубьев. При повороте ротора изменяется взаимное расположение зубьев, а следовательно и полное сопротивление катушек индуктивности. Это сопротивление изменяется периодически, с периодом , где- число зубьев. Высокая точность такого преобразователя обеспечивается тем, что точность изготовления отдельных зубьев не влияет на точность работы, т.к. используются только суммарные величины. Сдвиг зубьев на 1/2 шага позволяет определить направление угла поворота ротора. Аналогичный преобразователь может быть выполнен в виде линейки.

Чаще ползуны закреплены, а линейка движется; редко, наоборот.

Вращающиеся трансформаторы.

Предназначены для преобразования угловых перемещений в напряжение переменного тока. Эти преобразователи имеют электромашинное исполнение, с обмотками на статоре и роторе. Выходной сигнал зависит от взаимного расположения обмоток.

(в режиме х.х.) U₂ – выходной сигнал,

U₁ – напряжение источника, W – число витков обмотки, - угол взаимного расположения.

Недостаток: при нагрузке вторичной обмотки, ее магнитный поток оказывает обратное размагничивающее действие на первичную обмотку. Для устранения этого явления на статоре и роторе размещают по две обмотки, сдвинутые между собой на 90º.

Сопротивления нагрузок z подбирают так, чтобы во вторичных обмотках сила тока не менялась при повороте ротора.

Индуктосины.

Представляют собой трансформаторные преобразователи с обмотками, выполненными печатным способом. Могут преобразовывать линейные и угловые перемещения.

Две печатные обмотки в виде зубцов.

; n = 0, 1, 2...

Т – шаг обмотки; - круговая частота напряжения питания;

Выходной сигнал снимается с ползуна. Для определения перемещения используется два ползуна, зубья которых смещены на 1/2 шага относительно линейки.

Фотоэлектрические преобразователи.

Преобразователи угловых и линейных перемещений. Наибольшее распространение получили растровые преобразователи, состоящие из двух сопряженных растров. Растр состоит из темных и светлых полос.

Шаг Т:

t – ширина зрачка, штриха.

Растровое сопряжение состоит из измерительного и индикативного растров.

Измерительный растр имеет длину, соответствующую диапазону измерения. Индикативный растр аналогичен измерительному, но имеет меньшую длину. Как правило, шаг того и другого совпадает. Комбинационные полосы образуются потому, что на отдельных участках растрового поля зрачки одного из растров затемняются штрихами другого. При перемещении одного из растров относительно другого на шаг t комбинационные полосы перемещаются на шаг Т. При перемещении влево полосы перемещаются снизу вверх, а вправо – сверху вниз. Делается диафрагма.

Рассматриваемые преобразователи относят к преобразователям накапливающего типа или преобразователями отрезков шкал.

Недостаток: приобретение и потеря лишних значений не устраняется в процессе всего измерения.