Двухтактные индуктивные датчики.

Существует 2 основных схемы включения индуктивных датчиков:

1) дифференциальная схема

Рассматривается разность токов в обмотках

I_вых=I₁-I₂, U_вых=(I₁-I₂)R_Н, U_вых=f(∆)

В исходном положении

при .

При перемещении якоря на величину Δ

2) Мостовая схема включения.

Рассматривается разность падения напряжения на плечах моста:

Мостовая схема при согласованной нагрузке имеет чувствительность меньше в 2,8 раза по сравнению с дифференциальной схемой.

Разрешающая способность составляет сотые доли микрометра. Выходная мощность десятки Ватт. Порог чувствительности сотые доли микрона.

Данные датчики используются для измерения малых перемещений (от сотых долей микрометра до 3-5 мм).

Для измерения перемещений от 5 мм до 2 м используют следующие конструкции индуктивных датчиков.

1) Соленоидный одинарный. 2) Ферродинамический.

Трансформаторные индуктивные датчики предназначены для измерения изменения положения объекта, представляющего собой механическое перемещение малого или большого диапазонов. Принцип действия основан на использовании изменения взаимной индуктивности между обмотками при перемещении якоря.

Датчики ферродинамического типа и микросины предназначены для бесконтактного измерения угловых перемещений и их преобразования в пропорциональные значения электрического сигнала переменного тока.

Индуктивный датчик можно считать безинерционным усилительным звеном.

Преимущества. Отсутствие скользящего контакта, высокая чувствительность, высокая разрешающая способность, надежность конструкции, малые габариты и масса при питании напряжением высокой частоты, высокое напряжение по сравнению с реостатным датчиком.

Недостатки. Трудность регулирования – получения нулевого значения выходного напряжения при нейтральном положения якоря. Возможность работы только на переменном токе. Ограниченный диапазон линейности статической характеристики за счет насыщения магнитопровода. Зависимость коэффициента преобразования от частоты и амплитуды питающего напряжения. Необходимость экранировки обмотки датчика.

Вопросы для самопроверки

1. На каком физическом явлении основан принцип действия индуктивных измерительных преобразователей?

2. Привести конструктивную схему однотактного индуктивного датчика.

3. Чем обусловлено отклонение реальной статической характеристики от идеальной?

4. Перечислить преимущества и недостатки индуктивных датчиков.

5. Изобразить основные схемы включения двухтактных индуктивных датчиков.

6. Чем ограничивается величина напряжения питания индуктивных датчиков?

7. На каком физическом явлении основан принцип действия трансформаторных индуктивных датчиков?

8. Для измерения каких величин предназначены индуктивные датчики?

9. С какой целью в САУ используют датчики ферродинамического типа и микросины? На каких физических явлениях основан их принцип действия?

10. Привести конструктивные схемы соленоидного одинарного и ферродинамического индуктивных датчиков.

ЛЕКЦИЯ 4.

Цель лекции – ознакомление с типами конструкций и принципом действия емкостных датчиков и сельсинных измерительных преобразователей, режимами работы сельсинов

Задачи лекции

- изучить основные виды емкостных датчиков

- изучить режимы работы сельсинных измерительных преобразователей

Вопросы, рассматриваемые на лекции

1. Емкостные датчики перемещений. Классификация.

2. Сельсинные измерительные преобразователи. Режимы работы сельсинов. Классификация сельсинов.

Емкостные датчики перемещений представляют собой плоский или цилиндрический конденсатор, в котором изменение расстояния между пластинами, изменение площади перекрытия пластин, или диэлектрической проницаемости диэлектрика между пластинами, преобразуется в изменение емкости

Классификация емкостных датчиков:

1) по назначению - датчики линейных и угловых перемещений, уровня, линейных размеров, температуры, усилий;

2) по конструкции - с плоско - параллельными пластинами, с цилиндрической формой конденсатора, с наличием диэлектрика между пластинами, без диэлектрика

3) по виду изменяемого параметра - конденсаторы с изменяемой площадью перекрытия пластин (при измерении угловых, линейных перемещений и больших линейных), с изменяющимся зазором между пластинами, с изменяющейся диэлектрической проницаемостью.

Для получения реверсивной статической характеристики используют мостовую схему включения ЕИП.

В системах измерения уровня топлива в баках самолетов применяют цилиндрические ЕИП.

Преимущества: высокая чувствительность; простота конструкции; малые габариты и масса; незначительное притяжение между пластинами; высокое быстродействие; отсутствие токосъемных контактов.

Недостатки: малая выходная площадь; нестабильность характеристики при изменении параметров окружающей среды; влияние паразитных емкостей.

Для увеличения мощности выходного сигнала при заданной нагрузке уменьшают внутреннее сопротивление датчика.

В приближенных расчетах принимают, что свойства емкостных датчиков соответствуют свойствам простого идеального звена.