Електричні перетворювачі та системи передавання інформації
Електромагнітні перетворювачі, застосовані в приладах для технологічних вимірювань (індуктивні, трансформаторні, магнітопружні й індукційні перетворювачі), дуже різноманітні, але всі вони перетворюють вхідні фізичні величини (найчастіше кутові чи лінійні переміщення або зусилля) у вихідні електричні сигнали з використанням змін магнітних характеристик перетворювачів під впливом перетворюваних фізичних величин.
Перевагами електромагнітних перетворювачів можна вважати простоту, дешевизну та надійність конструкції; високу чутливість; малу масу та габарити, особливо за живлення напругою високої частоти; можливість знімання вихідного сигналу без ковзних контактів; надійність роботи як у діапазоні малих, так і в діапазоні великих переміщень; можливість отримання досить високої потужності вихідного сигналу; більш високий коефіцієнт корисної дії (ККД) порівняно з потенціометричними вимірювальними перетворювачами.
Електромагнітним перетворювачам притаманні такі вади: обмеженість діапазону лінійності статичної характеристики, зумовлена наявністю крайового ефекту; залежність коефіцієнта перетворення від зовнішніх магнітних полів і частоти напруги живлення; можливість (з незначними винятками) роботи лише на змінному струмі; потреба в екрануванні обмоток.
Індуктивні перетворювачі Вони використовують залежності індуктивності (трансформаторні - взаємної індуктивності) обмоток перетворювачів від положення, геометричного розміру та магнітного стану елементів їх магнітного кола, пов'язаних із перетворюваними фізичними величинами.
Індуктивність та взаємну індуктивність можна змінювати, впливаючи на довжину або площу поперечного перерізу повітряної ділянки магнітного кола, магнітну проникність або втрати в магнітопроводі.
Схему підключення індуктивного перетворювача показано на рис. 11, а деякі типи перетворювачів цього виду на рис. 12.
Рисунок 11 - Схема підключення індуктивного перетворювача.
Індуктивні перетворювачі зі змінною довжиною повітряного зазору δ (рис. 12, а) характеризуються нелінійною (близькою до гіперболічної) залежністю L = f(δ). Робоче переміщення - 0,01... 10 мм.
Рисунок 12 - Схеми індуктивних перетворювачів.
Індуктивні перетворювачі зі змінною площею повітряного зазору δ, (рис. 12, б) дозволяють вимірювати переміщення до 15...20 мм. Переміщення осердя (якоря) індуктивного перетворювача плунжерного типу з розімкненим магнітним колом (рис. 12, г) змінює індуктивність котушки. Робоче переміщення - від декількох міліметрів до 100 мм.
У диференціальних індуктивних перетворювачах (рис. 12, в) переміщення рухомого елемента спричиняє збільшення індуктивності L1 однієї обмотки та зменшення індуктивності L2 іншої обмотки. Це, з огляду на зустрічне увімкнення котушок, зумовлює зростання вихідного сигналу, що підвищує чутливість перетворювачів і зменшує нелінійність робочої характеристики.
Індуктивні перетворювачі мають великі вихідні сигнали і водночас чутливі до вібрацій, ударів, магнітних полів, а також потребують стабілізації живлення за амплітудою й частотою. Вадами таких перетворювачів можна вважати нелінійність характеристики та чутливість до зовнішнього магнітного поля.