50. Зависимость частоты генерации емкостного генератора от напряжения питания.

См. схему прибора. С возрастанием напряжения возрастает ток через транзистор. Соответственно изменяется емкость активного элемента за счет открытия транзистора больше/меньше. Соответственно частота уменьшается.

больше/меньше

51. Принцип действия, устройство и назначение автогенераторного индуктивного датчика, с использованием магнитной компоненты.

Автогенераторный индуктивный датчик с использованием магнитной компонентой можно применять для обнаружения и определения (проводящее или не проводящее) тела находящегося в электромагнитном поле рамочной антенны датчика.

Устройство датчика. Этот датчик представляет собой автогенератор с емкостной об­ратной связью, в котором в качестве индуктивности колебательного контура используется измерительный элемент, экранированная многовитковая рамочная антенна. Экранирование рамки практически полно­стью исключает влияние емкостных связей датчика с исследуемым объектом, для этой же цели последовательно рамке с индуктивностью Lk включен конденсатор С1. Поскольку экран рамки выполнен из не­магнитного материала, он практически не приводит к уменьшению чув­ствительности датчика. С помощью резисторов R1, R2, R3 устанавливается режим рабо­ты автогенератора и обеспечивается температурная стабильность. Рамка и параллельно подключенный к ней конденсатор образуют ко­лебательный контур, который создает собственное электромагнитное поле Индуктивность L исключает шунтирование рамки цепью питания Полезный сигнал может сниматься с цепи коллектора (нагрузки R3) по постоянному току и с цепи эмиттера - сигнал генерируемой частоты. Для уменьшения влияния емкостей конструкции и схемы целесо­образно параллельно индуктивности контура включать конденсатор, возможно большей ёмкости. В данной конструкции функцию этого кон­денсатора выполняет экран рамки.

Принцип работы датчика. При включении питания автогенератор при отсутствии вблизи рамки (рамочной антенны) ферромагнитных или проводящих электри­ческий ток тел возбуждается и через небольшое время начинает рабо­тать в установившемся (стационарном) режиме. Частота генерируемых колебаний в этом случае определяется параметрами колебательного контура

f₀=1/(2*π*sqrt(Lk*C1))

Электромагнитная энергия, создаваемая автогенератором в ко­лебательном контуре, частично излучается в окружающее пространство. Причем максимум магнитной компоненты поля будет направлен вдоль оси рамки, т. е. перпендикулярно ее плоскости.

52. Взаимодействие автогенераторного индуктивного датчика с ферромагнитным и проводящим телами.

Взаимодействие с ферромагнитным телом. Появление вблизи рамки тела с магнитной проницаемостью и приводит к концентрации магнитных силовых линий электромагнитного поля, увеличению потока сцепления ψ, что сопровождается увеличе­нием индуктивности L=dψ/di где L - собственная индуктивность рамки; dψ - приращение потокосцепления; di - приращение тока в рамке. В общем случае на изменении индуктивности сказывается эффективная магнитная проницаемость, которая зависит от μ материала объек­та, размеров воздействующего объекта, его положения и расстояния до рамочной антенны. При этом частота генерации fц=1/(2*π*sqrt(C1(Lk+∆Lk)) т.е. частота генерации понизится. Одновременно с этим изменится ре­жим работы автогенератора, т.е. токи и напряжений, действующие в его цепях, вследствие изменения его нагрузки. Таким образом, в каче­стве информации о появлении ферромагнитного объекта в поле рамки можно использовать изменение частоты генерации или постоянного напряжения на сопротивлении R3.

Взаимодействие с проводящим телом. При появлении вблизи рамочной антенны проводящего тела электромагнитное поле вызывает появление в последнем вихревых то­ков, которые создают собственное поле, противодействующее основ­ному. Это сопровождается уменьшением потокосцепления у, создан­ного рамкой, то есть уменьшением её индуктивности. Одновременно в результате взаимодействия с объектом последним потребляется часть энергии излучения, т.е. можно считать, что в колебательный контур вносятся потери и соответственно изменяется нагрузка автогенерато­ра и соответственно режим работы. Таким образом, в результате взаимодействия с токопроводящим объектом происходит повышение частоты генерации и изменение то­ков и напряжений в цепях автогенератора, в частности, изменение по­стоянного напряжения на R2. Так же как и в предыдущем случае, эти изменения частоты или напряжения на R2 могут использоваться как информация об объекте.