Перетворювачі.Індукційні вимірювальні перетворювачі

Із змінними активними опорами.Індуктивні вимірювальні

Тема. Вимірювальні перетворювачі механічних величин

Лекція №15

План

1 Загальні поняття про датчики

2 Класифікація перетворювачів

3 Призначення тензометрів

До цієї групи відносять реостатні перетворювачі переміщень і тензорезистивні перетворювачі.

Реостатні перетворювачі (датчики) переміщень виконують на основі намотаних дротом високого питомого опору резисторів з повзунком, що пересувається під дією об'єкта, розмір переміщення котрого необхідно вимірювати.

Рис. 18.1 Реостатні перетворювачі: а — прямолінійний; б — коловий

Для контролю величини поступальних переміщень, або обмежених кутових переміщень застосовують прямолінійні реостати, а для контролю величини значних кутових переміщень — дугові чи кутові. Дві можливі конструкції реостатів показано на рис. 18.1, а, 6.

У цих перетворювачах величина опору чи напруги між нерухомим і рухомим контактами є залежною від величини переміщення рухомого контакту відносно нерухомого.

Для визначення величини сили, що діє на будь-яку конструкцію, найпростішим перетворювачем може бути дріт, що розтягується разом з конструкцією, до якої його прикріплено, та змінює величину свого електричного опору. Такий перетворювач зображено на рис. 18.2. Він складається з паперової чи плівкової полімерної підкладки 7, на яку наклеєно дріт 3 матеріалу, чутливого до розтягування й здатного змінювати при цьому свій опір. До кінців цього дроту зварюванням чи паянням прикріплено мідні проводи, що з'єднують перетворювач з вимірювальною схемою. Поверх перетворювача наклеєно захисний шар паперу. Такі перетворювачі називають тензометрами.

Рис. 18.2 Тензорезистивний перетворювач

Дротяні тензометри наклеюють на чисту поверхню випробуваної конструкції 2 за допомогою клею. Мідні проводи, що виходять з тензометра, приєднують до мостової або потенціометричної схеми, що вимірює опір.

Про величину сили, що діє на випробувану конструкцію, роблять висновок за величиною зміни опору при розтягуванні тензометра разом з конструкцією.

Тензометри виготовляють з тонкого (діаметр 0,02... ...0,05 мм) константанового, копелевого, ніхромового чи нікелевого дроту, укладеного у 2...40 рядів. Довжина цих рядів від 5 до 25 мм, хоча інколи може досягти й 100 мм. Ширина тензометра 1...10мм.

В індуктивному перетворювачі при взаємному переміщенні його частин змінюється опір магнітного кола, а разом з ним і величина індуктивності обмотки цього перетворювача. Чим більшим буде магнітний опір, тим меншою стане величина індуктивності обмотки, а відтак, і її реактивний опір.

Два різновиди індуктивних перетворювачів показано на рис. 18.3. Перетворювач, що є на рис. 18.3, а, можна застосовувати для вимірювання відносно малих переміщень — від сотих часток міліметра до 5... 10 мм. Перетворювач, зображений на рис. 18.3, б, здатний вимірювати величини переміщення його рухомої частини 2 до 100... 120 мм. Якщо відстань / у обох перетворювачів зменшується, то зменшується величина магнітного опору їхніх магнітних систем і збільшується величина індуктивності обмоток 3 цих перетворювачів. Якщо обмотки 3 через прилад, що вимірює струм, приєднати до джерела змінного струму з відомою і незмінною величиною напруги, то за величиною струму, яку показує прилад, можна мати уявлення про величину /, що є між рухомими частинами перетворювачів і кінцевим їхнім положенням. На рис. 18.3, в показано (орієнтовно) залежність між величиною струму котушок перетворювачів від відстаней /. При значних величинах /, де величина індуктивності котушок найменша, бо визначається лише величинами магнітних опорів розсіювання магнітних потоків у повітрі, переміщення рухомих частин перетворювачів (якорів) майже не впливає на величини струмів котушок. Звичайно, для перетворювачів такі відстані слід визнати неробочими.

Рис.18.3 Індуктивні перетворювачі

Подібні перетворювачі працюють на частотах 50 Гц (найчастіше), і при підвищених частотах — 400...1000 Гц. При підвищених частотах індуктивні перетворювачі бувають меншими за розмірами ніж ті, що працюють на частоті 50 Гц.

Індукційні перетворювачі працюють завдяки наявності магнітної індукції. Індукційні перетворювачі, що створюють електричні сигнали, пропорційні швидкостям поступального і обертового руху, показано на рис. 18.4. У обмотках 1 цих перетворювачів, при їх рухові у магнітному полі, створюваному постійними магнітами 2, виникають ЕРС, пропорційні швидкостям руху цих обмоток (точніше — пропорційні швидкостям, з якими витки цих обмоток перетинають силові лінії магнітних полів).

Перетворювач, зображений на рис. 18.4, а, придатний лише для контролю швидкості зворотно-поступального руху, наприклад, для вимірювань швидкостей вібрації. Щодо перетворювача, зображеного на рис. і 8.4, б, то він придатний для вироблення сигналу й при безперервному обертанні обмотки 1 у магнітному полі. Тільки у цьому разі ЕРС, що виникає в обмотці, на кожному її оберті

Рис. 18.4 Індукційні перетворювачі

двічі змінюватиме знак, тобто обмотка вироблятиме ЕРС змінного струму. На основі такого перетворювача виконують перетворювачі швидкості обертання у пропорційну їй ЕРС змінного струму, якщо ЕРС з кінців обмотки знімати щітками з контактних кілець; чи постійного струму, якщо зняття ЕРС з обмотки виконують за допомогою колектора. Подібні перетворювачі (рис. 18.4, б) називають тахогенераторами, їх широко застосовують для вимірювання швидкості обертання в усіх галузях техніки.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тема. Шунти.Розширення меж вимірювання струмів електроприладами. Додаткові опори. Розширення меж вимірювання напруг електроприладами	\|	Тема. Взаємоіндуктивні вимірювальні перетворювачі.Ємнісні вимірювальні перетворювачі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.01 сек.