2.4.3 Удлинитель из высокопрочного стекла

Удлинитель находится в поле катушек и значит, материал должен иметь ряд, определенных свойств и потому материалом стал высокопрочное стекло. Так как стекло не подвержено действию магнитных полей, стекло очень устойчиво к стиранию имеет большую упругость и прочность. Стекло

неподвержено как материал вредоносным действиям агрессивной среды.

2.4.4 Насадка из сплава титана

Насадка предназначена, чтобы на прямую контактировать с измеряемой поверхностью и потому должна быть легкая и прочная потому материалом стал титан. Титан - химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес 47,88, легкий серебристо-белый металл.

По плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом.

Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но титан может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза - железа. Коэффициент термического расширения при комнатной температуре сравнительно мал, с повышением температуры он возрастает. Модули упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию.

Достоинством титана является:

1. Малая плотность (4500 кг/м³) способствует уменьшению массы используемого материала;

2. Высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;

3. Необычайно высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью титана образовывать на поверхности тонкие (5-15 мкм) сплошные пленки оксида ТiO₂, прочно связанные с массой металла;

4. Удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов достигает 30-35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей.

Из всевозможных сплавов, которые существуют для насадки подойдет титан BT3-1. Титан  ВТЗ-1 относится к высокопрочным сплавам. Алюминий в сплаве ВТЗ-1 упрочняет его и уменьшает плотность сплава.  Хром, железо и кремний повышают прочностные и жаропрочные свойства при умеренных температурах. Молибден так же увеличивает прочностные и жаропрочные свойства сплава.

Основанием для катушек является провод ПЭВ-2 0,8 ГОСТ 7262-78 и щечки из текстолита. ПЭВ 2  предназначен для намотки катушек электрических аппаратов, для измерительных и регулирующих приборов и т. д. жила - медная, круглого сечения. Изоляция - один слой высокопрочной эмали (лак винифлекс). Медный обмоточный провод ПЭВ 2,  применяется для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов, измерительных, регистрирующих и других приборов.

2.5 Оборудование для электрической схемы

Микросхема AD598 предназначена для работы с пяти­выводным датчиком. Она имеет встроенный генератор чистого синусоидального сигнала для возбуждения первичной обмотки дифференциального трансформатора, а так же усилитель и фильтр на рисунке 3.

Рисунок 3 – Внутреннее строение микросхемы AD598

Вторичные обмотки трансформатора подключены к схеме выделения разностного сигнала. Выпрямленное значение разностного сигнала делится на выпрямленное значение суммарного сигнала обмоток и преобразуется в однополярное или биполярное напряжение, которое пропорционально смещению сердечника трансформа­тора от начальной точки.

В микросхеме AD598 применена уникальная схема, позволяющая избежать проблем, связанных с традиционным подходом при использовании LVDT-датчиков.

Преимуществом этой схемы является отсутствие необходимости дополнительной подстройки параметров преобразования в процессе работы. Также изменение фазы синусоидального сигнала первичной обмотки датчика относительно сигнала вторичной обмотки не влияет на точность преобразования.

Улучшена температурная стабильность, взаимозаменяемость и адаптация к различным LVDT-датчикам. Микросхема AD598 позволяет подать на первичную обмотку дифференциального трансформатора сину­соидальный сигнал с напряжением до 24 В и принимать и преобразовывать низкоуровневый сигнал с вторичных обмоток величиной 100 мВ.

Рабочая частота сигнала возбуждения трансформатора может быть в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц и за­дается внешним конденсатором. Нет необходимости синхронизировать внутренний генератор микросхемы с сигналом возбуждения первичной обмотки дифференциального трансформатора. Это позволяет исполь­зовать для возбуждения датчика любой удобный внешний сигнал.

Например, сигнал от бортовой системы электропи­тания. Одна микросхема AD598 позволяет подавать возбуждающее напряжение на несколько LVDT-датчи­ков, первичные обмотки которых могут быть включены либо последовательно, либо параллельно. Главное, не превысить максимальную выходную мощность генератора микросхемы, который имеет встроенную тепловую защиту.

Когда температура микросхемы достигает 165 С, специальная схема начинает ограничивать напряжение сигнала возбуждения. Это, тем не менее, не приводит к значительному снижению точности преобразования.

Надо отметить, что есть возможность использовать удаленное расположение датчика по отношению к микро­схеме там, где это необходимо. Например, в агрессивной среде или на удаленных от основной системы элементах оборудования.