3.2. Динамометры с индуктивными преобразователями
Индуктивные преобразователи основаны на преобразовании неэлектрической величины (например, перемещения стержня под действием на-грузки) в изменение напряженности магнитного поля, создаваемого катушкой. Для получения возможно большей индуктивности катушки сердечник выпол-няют из ферромагнитного материала. Изменение индуктивности преобразова-телей чаще всего осуществляется посредством изменения воздушного зазора или изменения площади воздушного зазора. Дроссельные преобразователи с переменным воздушным зазором (рис. 3.6, а) применяются для измерения пе-ремещений в пределах 0,01... 10 мм, а с переменной площадью воздушного за-зора (рис. 3.6, б, в) применяются соответственно в диапазонах 5...20 мм и 10…100 мм.
Кроме дроссельных индуктивных преобразователей на практике нашли применение дифференциальные, трансформаторные, индуктивные преобразо-ватели. В дифференциальном (рис. 3.6, г) отклонение якоря 2 от среднего по-ложения приводит к взаимному изменению индуктивностей L1 и L2, что позво-ляет получить статическую характеристику, близкую к линейной.
Рис. 3.6. Схемы индуктивных преобразователей: а, б, в — дроссельных; г — дифференциального; 1— сердечник; 2 — якорь
3.3. Динамометры с ѐмкостными преобразователями
Ёмкостные преобразователи — это устройства, содержащие не менее двух поверхностей, между которыми действует электрическое поле, создаваемое приложенным напряжением. Основным элементом в этих преобразователях является конденсатор переменной емкости, изменяемой в зависимости от площади электродов, диэлектрической проницаемости среды и расстояния между электродами.
Схемы емкостных преобразователей выполняются в различных вари-антах в зависимости от области применения. Для измерения малых переме-щений (до единиц микрометров), а также точного измерения быстроме-няющихся сил и давлений (например, в динамометрах) применяются диф-ференциальные емкостные преобразователи с переменным зазором (рис.
3.7, а).
Средний электрод конденсатора укреплен на упругом элементе (мем-бране, упругой пластинке, растяжках) между неподвижными электродами 1 и 2. Рассматриваемая схема может быть использована в приборах урав-новешивания. Для этого усиленный сигнал с конденсатора после фазочувст-вительного детектирования может быть подан на обкладки 1и 2 (рис. 3.7, б), вследствие чего на средний электрод будет действовать электростатическая сила, уравновешивающая измеряемую силу. На рис. 3.7, б показана схема устройства емкостного преобразователя с переменной площадью, где ди-электрик 3 перемещается по стрелке в зависимости от величины деформа-ции, от измеряемого усилия F.
Рис. 3.7. Схемы емкостных пре-образователей:
а — с переменным зазором (1 и 2— неподвижные электроды); б — с переменной площадью (1, 2 и 4— обкладка; 3 — диэлектрик)
В качестве измерительных цепей в емкостных преобразователях при-меняются делители напряжения, мостовые схемы, колебательные контуры и автогенераторы. Кроме того, измерительные цепи для усиления сигнала, по-ступающего с преобразователя, содержат усилители.
Емкостные и индуктивные динамометры содержат упругий чув-ствительный элемент, деформация которого воспринимается ѐмкостным или индуктивным преобразователями.