Индуктивные преобразователи.

Предназначены для преобразования линейных и угловых

перемещений в индуктивное сопротивление.

В простейшем случае индуктивный преобразователь

состоит из магнитопровода и подвижного элемента,

который связан с перемещаемым узлом.

Может работать и в режиме переменной толщины зазора

и в режиме переменной площади зазора.

; ; ;

- индуктивность; - толщина зазора; - площадь воздушного зазора; - магнитная проницаемость в зазоре; W - число витков; и - магнитные сопротивления стали и воздуха;

Т.к. , то пренебрегают.

Тогда магнитное сопротивление ; ;

Характеристика линейна по отношению к и обратно

пропорциональна .

x – перемещение (либо , либо )

Z = f ( ) - более чувствительна

Z = f ( ) - менее чувствительна

Поэтому на производстве в основном используют датчики в

режиме переменной толщины воздушного зазора.

Недостаток – обратное воздействие на чувствительный элемент со стороны якоря (он притягивается).

Для устранения этого недостатка используют дифференциальные индуктивные преобразователи.

У них чувствительность в 2 раза больше.

В режиме переменной толщины. В режиме переменной площади.

Роторный индуктивный преобразователь (индуктивный круговой дискретный).

Предназначен для преобразования угловых перемещений в переменный сигнал индуктивности.

Магнитная цепь состоит из двух концентричных зубчатых сердечников, сдвинутых между собой на 1/2 шага зубьев. При повороте ротора изменяется взаимное расположение зубьев, а следовательно и полное сопротивление катушек индуктивности. Это сопротивление изменяется периодически, с периодом Т = , где - число зубьев.

Получаем импульсы: когда зубья совпадают – индуктивность максимальна;

когда зуб попадает на впадину – индуктивность минимальна.

Высокая точность такого преобразователя обеспечивается тем, что точность изготовления отдельных зубьев не влияет на точность работы, т.к. используются только суммарные величины. Сдвиг зубьев на 1/2 шага позволяет определить направление угла поворота ротора. Аналогичный преобразователь может быть выполнен в виде линейки.

Чаще ползуны закреплены, а линейка движется;

редко, наоборот.

Вращающиеся (поворотные) трансформаторы.

Предназначены для преобразования угловых перемещений в напряжение переменного тока. Эти преобразователи имеют электромашинное исполнение, с обмотками на статоре и роторе. Выходной сигнал зависит от взаимного расположения обмоток.

(справедливо только для режима х.х.)

U₂ – выходной сигнал, U₁ – напряжение источника, W – число витков обмотки, - угол взаимного расположения.

Недостаток: при нагрузке вторичной обмотки, ее магнитный поток оказывает обратное размагничивающее действие на первичную обмотку. Для устранения этого явления на статоре и роторе размещают по две обмотки, сдвинутые между собой на 90º.

статор ротор

Балластное сопротивление R_б и сопротивления нагрузки Z₁ и Z₂ подбирают так, чтобы во вторичных обмотках сила тока не менялась при повороте ротора.

Рассмотренные преобразователи относят к преобразователям накапливающего типа

(преобразователи отрезков шкал)