курсовой проект / Датчик температуры1 / плакаты
.docОбщая классификация
Температурный датчик
Индуктивный датчик - измерительный преобразователь угла поворота или перемещения в изменение индуктивности. Индуктивный датчик представляет собой катушку индуктивности с магнитопроводом, подвижный элемент которого (якорь) перемещается под воздействием измеряемой величины.
Наиболее
часто применяют индуктивный
датчик
с
переменным зазором (а)
и переменной площадью зазора (б).
Первые используются для измерений малых
перемещений (от долей мкм
до 3—5 мм);
вторые — для перемещений от 0,5 до 15 мм.
Для измерения перемещений в маломощных
устройствах, например в стрелочных
измерит приборах, применяют индуктивный
датчик,
катушки которых питаются от источника
тока высокой частоты (5—50 Мгц)
либо служат обмотками высокочастотных
колебательных контуров.
Схема конструкции индуктивного датчика: а — с переменным воздушным зазором; б — с переменной площадью воздушного зазора: 1 — катушка индуктивности; 2 — сердечник; 3 — якорь.
Индуктивный датчик положения
Индуктивный датчик положения для промышленной автоматизации определяют металлические объекты и различают их по форме и размеру. В конструкции датчика объединены LC-генератор, схема обработки сигнала и коммутирующий усилитель. Катушка генератора создает высокочастотное электромагнитное поле на чувствительной поверхности датчика. При приближении к ней металлического объекта образуется вихревой ток, напряжение падает и уменьшает частоту колебаний генератора.
Общие технические характеристики.
-
Тип по питанию
Dc тип (постоянный ток)
АС тип (переменный ток)
Напряжение питания
10…30В DC; пульсации<20%
90…250 В АС; 50/60 Гц.
Макс. допустимый ток нагрузки
150 мА макс.
100 мА макс
Потребляемый ток
<10 мА
<2 мА
Ток утечки
<0.8 мА
<4 мА
Схема защиты
Защита от КЗ и переплюсовки
Защита от бросков напряжения
Подключение
Кабель (3 провода * 2м)
Кабель (2 провода * 2м)
Рабочая температура
-20…+80 С; 35%-95% RH
-20…+80 С; 35%-95% RH
Схема датчика положения
Датчик состоит из ферромагнитных неподвижных сердечников 1,2 и подвижного якоря 3. На каждый сердечник намотана первичная W1(W1') и вторичная W2(W2') обмотки: W1=W1'; W2=W2'.Первичные обмотки соединены последовательно и питаются током повышенной частоты (до 5 кГц). Вторичные обмотки включены встречно друг другу и формируют разностное напряжение, являющееся выходным сигналом датчика.
Рис. 5. Схема датчика положения: 1,2—Ферромагнитные сердечники; 3 — подвижный якорь.
Расчет датчика положения >>
Для упрощения расчетов принимается, что намагниченность магнитного материала на торцах сердечников площадью с1 х с2 распределяется равномерно. Индуктивный датчик имеет следующие размеры: с1=14 мм, с2=6мм, с3=6мм, с4=24мм, с5=6,1...11мм (в зависимости от величины зазора)
Для номинальных значений:
Из номограмм определяются номинальные магнитные проводимости воздушного зазора:
Номинальная магнитная проницаемость сердечников:
где - относительная магнитная проницаемость используемого ферромагнитного материала сердечника, =0,4;
-магнитная постоянная =0,4.
Номинальные значения полной магнитной проводимости сердечников с зазорами:
>> Расчет датчика положения
Обмоточные данные датчика: W1=W1’=250 витков.
Питание обмоток: U=5 В, f=5 кГц.
Индуктивное сопротивление каждой из первичных обмоток
Хнам=wLнам=2fLнам=25,10-3( 2,06...0,7610-3)=64,7…23,7 Ом.
Суммарное индуктивное сопротивление первичных обмоток хS=64,7+23,8=88,5 Ом.
Таким образом при изменении воздушного зазора выходное напряжение датчика изменяется на 2,31 В.
Разность полученных напряжений ,
Uвых.=Uвых max-Uвых min=2,31-2,12=0,19 В.
свидетельствует о хорошей разрешающей способности датчика, однако полученное напряжение необходимо усилить для его использования в системе управления.
Схема включения датчика положения.
Рис. 6. Схема включения датчика положения
Первичные обмотки W1, W'1 подключены к вторичной обмотке W5 трансформатора Тр1 блокинг-генератора, собранного из транpзисторов VT1, VT2,резистора R1 и конденсатора С1, вторичные обмотки W2, W'2 датчика соединены с диодными мостами V3, V4, нагруженными резисторами R2, R3, R4