4.2 Назначение:

Датчиком или измерительным преобразователем называют элемент измерительной контролирующей, регулирующей или управляющей системы; преобразующий контролируемую (часто не электрическую величину) в эл. сигнал удобный для измерения, передачи, хранения , обработки, регистрации а так же для воздействия на управляемые процессы.

Датчики применяют в системах автоматического контроля регулирования и управления металлорежущих станках и промышленных работах в качестве источников информации об объектах исследования: в качестве датчиков технологических параметров, датчиков контроля и диагностирования процессов обработки, состояния инструмента и механизмов станка, датчиков обратной связи, эл.проводов и др.

Устройство, принцип действия одинарного и дифференциального индуктивных и индукционного датчиков:

Одинарный индуктивный датчик – преобразует не эл. величину в эл. в величину – индуктивность. Датчик содержит ферромагнитный сердечник, обмотки выполненную из медного изолированного провода и якорь. С якорем связывают контролируемый объект, положение этого объекта определяет положение якоря.

Если пренебречь магнитным сопротивлением ферромагнитных участков то индуктивность обмотки датчиков: т.е. индуктивность обмотки прямопропорциональна при постоянном зазоре. Площадь поперечного зазора и обратно пропорциональна при постоянной площади длине воздушного зазора.

Т.о. для изменения индуктивности можно изменять либо длину зазора при постоянной площади или изменять площадь при постоянном зазоре:

1. S=const; δ=war

2. δ=const; S=war

Действующее значение тока в приемнике из законов Ома:

Активное сопротивление обмотки R, зависимость индуктивности , для датчиков 1-го типа имеет следующий вид;

Для датчиков второго типа, эти зависимости симметричны:

О сновные недостатки одинарных датчиков:

1. наличие тока х.х. – что уменьшает чувствительность;

2. на якорь постепенно действует эл.маг. сила стремящееся притянуть якорь, эта сила воздействует на контролируемый объект.

Эти недостатки отсутствуют в дифференциальном датчике, который содержит 2-а сердечника с обмотками.

При нейтральном положении якоря когда δ₁=δ₂ индуктивность обмоток равны между собой L₁=L₂ и ток в приемнике I_П=0. Эл.маг. силы действующие на якорь со стороны обоих сердечников так же уравновешены. При перемещении якоря влево или вправо под действием контролируемого объекта индуктивность одной обмотки увеличивается, в другой появляется и увеличивается ток в обмотке. Чем больше перемещение тем больше ток.

Индукционный датчик.

Является генераторным датчиком и не требует источника питания. Его принцип действия основан на явлении эл.маг. индукции выходной величиной датчика является напряжение.

1 – основание, выполняется из ферромагнетика в виде диска; 2 – кольцевой постоянный магнит; 3 – ферромагнитный сердечник в виде цилиндра; 4 – обмотка; 5 – ферромагнитный якорь в виде диска.

Контролируемый объект связан с якорем. Магнитный поток создаваемый кольцевым магнитом замыкается по телу магнита к основанию сердечника, и якорю. При перемещении якоря в продольном направлении изменяется магн. поток в сердечнике под действием чего в обмотке индуцируется ЭДС и скорость изменения магн. потока; и на зажимах обмотки возникает напряжение пропорциональное скорости перемещения якоря.

Чтобы рассмотренный датчик контролировал непосредственно перемещение, нужно выходное напряжение проинтегрировать. Если выходное напряжение продифференцировать то получим датчик ускорения.