Трансформаторные датчики, принцип действия, применения, недостатки и преимущества.

Трансформаторные датчики преобразуют измеряемую величину в изменение коэффициента взаимной индуктивности M. Эти датчики принадлежат классу электромагнитных датчиков и являются параметрическими.

Трансформаторные датчики так же, как индуктивные, применяются в виде дифференциальных датчиков. Средний передвижной элемент (якорь) укреплен упруго, и при равенстве нулю измеряемой величины находится точно посередине воздушного зазора. Напряжения, возбуждаемые в частях вторичных обмоток, равны, и поскольку эти части обмоток включены встречно, выходное напряжение равно нулю. При воздействии измеряемой величины на якорь он перемещается вправо или влево, в результате чего изменяются коэффициенты взаимной индукции между частями первичной и вторичной обмоток, и на выходе появляется напряжение, соответствующее сдвигу якоря, а значит, и значению измеряемой величины.

На основе трансформаторных датчиков могут быть созданы датчики силы, ускорения и давления с помощью преобразований этих величин в малое перемещение, аналогичных преобразованиям, выполняемым применительно к индуктивным, емкостным и тензорезистивным датчикам.

Погрешности трансформаторного датчика примерно равны погрешностям индуктивных датчиков. Наилучшие достигнутые характеристики основной приведенной погрешности таких датчиков с учетом гистерезиса: от 0.15% до 0.25%. Дополнительная погрешность от температуры (0.1  0.5)%/10С.

Достоинствами трансформаторных датчиков являются: высокая выходная мощность и гальваническая развязка измерительной цепи от цепи питания. При промышленном применении датчиков последнее преимущество иногда является решающим.

46

Потенциометрические (реостатные) датчики, принцип действия, применения.

Датчики этого типа представляют собой сопротивление, изменяющееся под действием измеряемой величины - перемещения или угла поворота. В проволочных потенциометрических датчиках сопротивление образуется плотной однослойной обмоткой из калиброванной проволоки, которая изготавливается из нихрома или иного материала с высоким удельным сопротивлением. По обмотке перемещается скользящий или катящийся элемент (движок). Через резистор, образованный обмоткой, протекает стабильный ток силой 1 мА или 10 мА, и он создает падение напряжения на той части сопротивления резистора, которая находится между движком и общей точкой. Объект, положение или угол поворота которого требуется измерить, жестко связан с этим движком. В линейных датчиках это напряжение пропорционально измеряемой величине и является выходным сигналом датчика. Резистор может быть выполнен не только из калиброванной проволоки, но из проводящего пластика. Устройство потенциометрических датчиков:

Диапазон перемещений, преобразуемых потенциометрическими датчиками, довольно широк и составляет от 10 мм до 200 мм. Потенциометрические датчики угла поворота имеют диапазон входных углов - до 355, многооборотные - до 7200. Многооборотные датчики имеют не круглый, а плоский резистор, как у датчиков перемещения. В этих датчиках преобразование угла поворота в перемещение выполняется винтовой парой.

Датчики с резистором, выполненным из проводящего пластика, обладают лучшей линейностью, чем проволочные. Все потенциометрические датчики чувствительны к вибрациям, тряске, ударам, из-за чего может пропадать контакт движка с резистором.

Проволочным потенциометрическим датчикам легко придается нелинейная функция преобразования заданного вида. С этой целью обмотка наматывается на каркас, толщина которого изменяется в соответствии с желаемой функцией.

47