- •Введение
- •1. Системы автоматического контроля
- •1.1. Структура контрольной автоматической системы
- •1.2. Классификация систем автоматического контроля
- •1.3. Классификация загрузочных устройств
- •1.4. Классификация транспортирующих органов
- •1.5. Устройства измерительных позиций систем автоматического контроля
- •2. Устройства (датчики-классификаторы) для автоматического контроля линейных размеров
- •2.1. Электроконтактные датчики
- •2.2. Индуктивные датчики (преобразователи)
- •2.3. Фотоэлектрические датчики
- •2.4. Пневматические датчики
- •2.5. Механотронные датчики
- •2.6. Радиоактивные датчики
- •2.7. Емкостные датчики
- •3. Электроемкостные датчики. Расчет электоемкостных датчиков
- •3.1. Типы, измерительные схемы и конструкции емкостных датчиков
- •3.2. Расчет электроемкостного датчика
3.2. Расчет электроемкостного датчика
Исходные данные примем такие:
К,
В (50 Гц),
мм.
Выбираем тип датчика:
дифференциальный емкостной преобразователь с переменным зазором (рис. 39)
Рис. 39. Принцип устройства дифференциального емкостного преобразователя с переменным зазором
В ыбираем схему включения:
Рис. 40. Схема мосто- Рис. 41. Схема мостовой Рис. 42. Схема урав-
товой измерительной измерительной цепи диф- новешивания мос-
цепи дифференциаль- ференциального преобра- товой измеритель-
ного преобразователя зователя ной цепи емкостно-
го преобразователя
Из приведенных выше схем включения выбираем схему уравновешивания мостовой измерительной цепи с емкостным преобразователем (рис. 42).
Составляем измерительную схему:
- изменение сопротивления одной половины датчика при изменении положения якоря;
- начальное, установочное значение емкостного сопротивления при котором напряжение в нагрузке равной нулю.
С оставляем эквивалентную схему:
Подсчитаем ориентировочные значения сопротивлений
Выбираем
Возьмем и принимаем во внимание, что Это условие должно выполняться для обеспечения максимальной мощности, выделяемой на нагрузке.
Примем тогда отсюда:
Подсчитаем при .
Выбираем среднюю величину зазора, исходя из ориентировочного соотношения.
По графику (рис. 43) определяем при .
Рис. 43. Зависимость выходного напряжения моста от перемещения
Полученные значения ( и ) достаточно хорошо согласуются.
Определяем величину емкости.
7. По полученным данным выбираем конструкцию датчика.
В данной работе на измерительной позиции будет использоваться конструкция емкостного датчика НИАТ (рис. 44). Датчик представляет собой дифференциальный конденсатор цилиндрической формы, внутри которого помещена малогабаритная электронная лампа. Сетка лампы соединена непосредственно с рабочим конденсатором, что уменьшает утечки, так как емкостное сопротивление конденсатора становится намного меньше активного сопротивления утечек.
Датчик включается в схему самобалансирующегося моста.
Рис. 44. Емкостной датчик НИАТ
Неподвижные электроды 10 запрессованы в изолирующую втулку 11, которая помещена в стальной корпус 13 и укреплена гайкой 7. Подвижный электрод 2 вместе со стальным кольцом 9 и стальной чашкой 12 насажен на изолирующую втулку 8. Этот подвижной блок перемещается на шести шариках по внутренней поверхности стального корпуса 13, так что зазор (0,15 мм) между подвижным 2 и неподвижным 10 электродами остается постоянным.
Измерительный шток 15 упирается в подвижной блок шариком 14. Подвижной блок поджимается к штоку пружиной 3. Электронная лампа 1 крепится на панельке 4, На штыри последней надевается панелька 5, к которой припаяны выводные концы, расположенные в шланге 6.