- •Содержание
- •Введение
- •1 Конструктивное устройство, принцип действия и область применения индукционных преобразователей
- •2 Индукционный преобразователь с линейным перемещением катушки
- •3 Погрешность индукционных преобразователей
- •4 Двухканальный индукционный измеритель расстояний и линейных перемещений
- •Заключение
- •Список использованных источников
Содержание
Введение |
3 |
1 Конструктивное устройство, принцип действия и область применения индукционных преобразователей |
6 |
2 Индукционный преобразователь с линейным перемещением катушки |
14 |
3 Погрешность индукционных преобразователей |
18 |
4 Двухканальный индукционный измеритель расстояний и линейных перемещений |
20 |
4.1 Назначение прибора |
20 |
4.2 Технические характеристики |
21 |
4.3 Принцип действия прибора |
21 |
4.4 Принципиальная схема |
23 |
4.5 Конструкция прибора |
25 |
4.6 Калибровка прибора |
27 |
4.7 Работа прибора в качестве пневмографа |
29 |
Заключение |
30 |
Список использованных источников |
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение
Термин "электромагнитные преобразователи" объединяет четыре типа преобразователей: индуктивные, трансформаторные, магнитоупругие и индукционные. Для всех этих преобразователей характерно использование зависимости характеристик магнитной цепи (магнитного сопротивления, магнитной проницаемости, магнитного потока и др.) от величины механического воздействия на элементы этой цепи.
Принцип действия индуктивных датчиков заключается в изменении индуктивности (коэффициента самоиндукции) катушки с сердечником вследствие изменения магнитного сопротивления ее магнитной цепи. Магнитное сопротивление изменяется либо при воздействии ферромагнитной массы колеса (оси), либо в результате изменения значения силы электрического тока, создающего манитное поле. Индуктивные датчики относятся к классу параметрических.
Принцип действия индукционных датчиков основан на явлении электромагнитной индукции (законе Фарадея): при воздействии ферромагнитной массы колеса на связующее магнитное поле изменяется значение магнитного потока, в результате чего в катушке с сердечником индуцируется ЭДС. Индуцированная ЭДС определяется скоростью изменения магнитного потока Ф, сцепленного с катушкой из W витков:
(1)
где Ф - магнитный поток, пронизывающий витки катушки; W – число витков катушки.
Следовательно, индукционные преобразователи можно применять для измерения линейных и угловых перемещений.
Индукционные датчики имеют две основные разновидности — магнитоиндукционные и индукционные электромагнитные. У магнитоиндукционных датчиков связующее магнитное поле постоянное, его источником является постоянный магнит. У индукционных электромагнитных датчиков связующее магнитное поле переменное, его источником является источник переменного напряжения (тока). По принципу построения схем обработки выходных сигналов индукционные электромагнитные датчики называют датчиками дифференциально-трансформаторного типа.
В отличие от индуктивных датчиков индукционные относятся к разряду генераторных преобразователей, так как при воздействии входной величины они способны генерировать электрическую энергию.
Так же индукционные датчики можно разделить на две другие подгруппы: первую составляют датчики, в которых изменение магнитного потока, пронизывающего витки катушки, осуществляется либо перемещением последней в постоянном поле магнита (рисунок 1а,б), либо перемещением
магнита относительно неподвижной катушки (рисунок 1в). В датчиках второй
группы постоянный магнит и катушка неподвижны, а ЭДС индуцируется посредством изменения магнитного потока из-за колебаний магнитного сопротивления цепи, создаваемых чаще всего изменением воздушного зазора в этой цепи (рисунок 1г).
Рисунок 1 – Примеры конструкций индукционных датчиков
Индукционные датчики используются для измерения линейных перемещений и скоростей,параметров вибраций и сейсмических колебаний, угловых перемещений, частоты вращения, расхода электропроводящих жидкостей, параметров магнитных полей и других величин.
Измерение параметров вибраций часто осуществляют с помощью датчика, изображенного на рисунке 1а. Поскольку выходной сигнал датчика пропорционален скорости перемещения катушки относительно полюсов магнита, то для нахождения виброперемещений или виброускорений используют дифференцирующий или интегрирующий усилитель. Обычно с помощью индукционного датчика можно измерять вибрации, максимальная частота которых не превышает 500 Гц.
Измерение частоты вращения осуществляют тахогенераторами, изображенными на рисунке 1б и г.
Для измерения индукции переменного магнитного поля используют датчики с неподвижными обмотками, в которых наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока.
Измерение индукции постоянного магнитного поля часто осуществляют с помощью датчиков с принудительным изменением магнитного потока. Это можно осуществить выключением источника поля, удалением датчика из магнитного поля или поворотом датчика на 90°. Все это приводит к возникновению на выходе датчика импульса тока, который можно измерить, например, с помощью интегратора.
Измерение параметров постоянного магнитного поля осуществляют также с помощью датчиков с вращающимися или вибрирующими чувствительными элементами, создающими переменный поток, пронизывающий витки измерительной катушки. К недостаткам таких устройств следует отнести высокий уровень шума коллектора и наводками электродвигателя в цепи питания. Свободным от этих недостатков является датчик магнитного поля, изображенный на рисунке 1д. Основу его составляет тонкостенный цилиндрический вибратор из сегнетокерамики PbZrCb с металлизированными внутренней и внешней поверхностями. Внутренний электрод имеет продольный разрез, а внешний представляет собой короткозамкнутый виток, на котором находится вторичная многовитковая обмотка. Датчик помещается в измеряемое магнитное поле, направленное параллельно оси цилиндра. Переменное напряжение вследствие явления электрстрикции возбуждает радиальные вибрации датчика, сопровождающиеся периодическим изменением его диаметра. Это приводит к изменению магнитного потока, пронизывающего витки измерительной катушки, в результате чего в ней индуцируется ЭДС, пропорциональная индукции магнитного поля.
Порог чувствительности средств измерений с индукционными преобразователями определяется главным образом механическими помехами (вибрации, сейсмические и акустические воздействия), которые приводят к колебаниям преобразователя и наведению дополнительной ЭДС, а также дрейфом интегрирующего выходного преобразователя. Наиболее чувствитель-ные магнитоэлектрические веберметры имеют цену деления 5 • 1СГ6 Вб, а фотогальвано,метрические веберметры — 4…108 Вб.