Принцип действия индуктивного датчика

АПОИС

1. Датчики пьезоэлектрического типа. Усилители для датчиков пьезоэлектрического типа.

Индуктивные датчики

Принцип действия индуктивных датчиков основан на изменении индуктивности L (коэффициента самоиндукции) или взаимоиндуктивности обмотки с сердечником вследствие изменения магнитного сопротивления магнитной цепи датчика, в которую входит сердечник. Индуктивные датчики относятся к классу параметрических. Измеряемое механическое перемещение на входе датчика вызывает изменение параметров магнитной и электрической цепей его, что в свою очередь вызывает изменение выходной величины - электрического тока I.

С помощью индуктивных датчиков можно:

· контролировать механические перемещения, механические силы, температуру, свойства магнитных материалов;

· определять наличие дефектов или нежелательность примесей в телах материалов;

· контролировать диаметр стальной проволоки, толщину немагнитных покрытий на стали, движение жидкости и газов в резервуарах и др.

Индуктивные датчики имеют р я д д о с т о и н с т в:

· простота и прочность конструкций, надежность в работе (отсутствие скользящих контактов);

· возможность подключения к источникам промышленной частоты;

· относительно большая величина мощности на выходе преобразователя (до нескольких десятков ватт), что дает возможность подключать контрольный прибор непосредственно к преобразователю;

· значительная чувствительность и большой коэффициент усиления.

К н е д о с т а т к а м индуктивных датчиков следует отнести влияние колебания частоты питающего напряжения на точность работы и возможность работы лишь на переменном токе.

Индуктивные датчики используются на относительно низких частотах (до 3000–5000 Гц), так как на высоких частотах резко растут потери в стали на перемагничивание и вихревые токи.

В отличие от индуктивных датчиков индукционные относятся к разряду генераторных преобразователей, так как при воздействии входной величины они способны генерировать электрическую энергию.

Принцип действия индуктивного датчика

Рассмотрим принцип действия простей­шего (одинарного) индуктивного датчика на одном сердечнике, изображенного на рис. 3.9. На сердечнике 1 располагается обмотка 3, подключаемая к источнику переменного тока через сопротивление нагрузки (сопротивление измерительного прибора) 4. Ток I в обмотке 3 возбуждает переменный магнитный поток Ф~.

Рис. 3.9. Простейший (одинарный) индуктивный датчик

Между полюсами сердечников и перемещающимся якорем 2 имеется воздушный зазор δв. Сердечник 1 и якорь 2 образуют магнитопровод датчика. Переменный магнитный поток Ф проходит через них и через два воздушных зазора δв, входящих в магнитную цепь датчика. Якорь механически связывается с объектом, перемещение которого необходимо контролировать, и в процессе работы смещается относи­тельно сердечника в направлениях, указанных стрелками. Физика процесса преобразования (механического перемещения в электрический сигнал) состоит в том, что вследствие перемещения якоря и изменения величины воздушного зазора изменяются магнитное сопротивление магнитной цепи датчика и, следовательно, индуктивное и полное сопротивления обмотки. Соответственно (при данном постоянном напряжении питания) изменится величина тока I~, которая измеряется прибором 4, одновременно являющимся нагрузкой данной схемы. В итоге приходим к выводу, что выходная величина - ток I зависит от входной величины - длины воздушного зазора δв, т. е. I=f(δв). Эта зависимость называется выходной характеристикой датчика. Обычно на практике такие датчики применяются в тех случаях, когда необходимо ступенчатое релейное управление, например, в качестве бесконтактных датчиков положения, концевых выключателей, вспомогательных механизмов прокатных станков, тележек (при прохождении стальной оси тележки над магнитопроводом срабатывает реле), датчиков положения кабин лифтов и др. конструктивно датчик выполняют таким образом, чтобы якорь его перемещался не в плоскости магнитопровода, а параллельно этой плоскости.

Дата добавления: 2015-12-07