15) Пружинные датчики

Являются разновидностью датчиков. Представляет собой пружину, навитую плотно витком к витку, из материала, имеющего значительное сопротивление. При растяжении пружины ее сопротивление растет за счет нарушения контакта между ее витками. С целью получения правильного измерения сопротивления применяются пружины с неравным по длине характеристикой. Это достигается изготовлением пружин с переменной намоткой, намоткой пружины на конической оправке или намоткой проводом переменного сечения. Для улучшения межвиткового контакта проволку покрывают золотом или изготавливают из сплавов из благородных металлов. Диаметр проволки лежит в пределах 0,12-0,4 мм. Изменение сопротивления при растяжении: начальное сопротивление 0,1-50м; полное сопотивление 3-20 м. Изменение длины пружины 0,15-15 мм. Порог чувствительности датчика 0,25 мк. Нестабильность характеристики ±1-2%. Может быть обеспечена линейность характеристики с точностью до ±2%. Максимальная частота изменения входного сигнала 250 Гц. Преимущества – простота, малые габариты, большие чувствительность и выходная мощность. Недостатки – невысокая точность, малая надежность.

17) Принцип действия индуктивных датчиков. Плунжерные датчики

В большинстве конструкций индуктивных датчиков магнитопровод не насыщен и магнитная проницаемость материала сердечника велика. Поэтому магнитное сопротивление воздушного зазора значительно больше магнитного сопротивления стального сердечника. Статическая характеристика датчика , k- коэффициент передачи, определяемый напряжением и частотой питания, конструктивными размерами сердечника и числом витков обмотки датчика. Диапазон измерения воздушного зазора для индуктивных датчиков 1-го типа имеет близкую к линейной статической характеристике при линейном перемещении якоря 10-15 мм. Одним из недостатков одинарного индуктивного датчика являтеся то, что на его якорь действует сила притяжения к сердечнику, которая вносит погрешность в работу датчика тем большую, чем усилие детали, перемещение которой необходимо измерять. Эта сила пропорциональна квадрату напряжения питания и обратно пропорциональная квадрату частоты питания снижает силу притяжения, но ухудшает точность работы датчика, поскольку возрастают потери в стали из-за нарастания вихревых токов. Кроме наличия электромагнитной силы притяжения индуктивные датчики имеют недостатки – при изменении знака входной сигнал не меняется знак выходного сигнала; диапазон изменения входного сигнала, при котором сохраняется линейность статической характеристики не велик. Они нашли применение в качестве бесконтактных датчиков положения и концевых выключателей при управлении механизмами, имеющими значительные усилия. В таких схемах СУ проявляются достоинства – простота конструкции, высокая надежность. Плунжерные датчики позволяют получить информацию о перемещении из замкнутого изолированного пространства. Пусть, например надо получить

Информацию об уровне ядовитой жидкости, которая находится по большим давлением: Катушку плунжерного датчика, надевают на разделительную трубку из нержавеющей немагнитной стали, внутри которой перемещается сердечник из ферримагнитного материала. Перемещение сердечника изменяет индуктивность катушки, а разделительная трубка не экранирует магнитное поле, поскольку материал трубки имеет очень малую магнитную проницаемость. Обмотка датчика и электрический элемент измерительной схемы размещены в нормальных условиях. Плунжерные датчики позволяют вывести перемещение из замкнутого объема, т.е. производится измерение уровня жидкости в замкнутом объеме. По чувствительности и мощности выходной сигнал плунжерных датчиков уступают индуктивным датчикам с замкнутым магнитопроводом (недостаток). С помощью этих датчиков могут быть реализованы дифференциальные и мостовые схемы. Для получения значительно больших усилий используется совместно с усилителем и электродвигателях.