senzori inductivi
Senzorii inductivi sunt utilizate pentru conversia unui semnal electric de mișcări liniare și unghiulare mici și. Cel mai simplu senzor inductiv (denumit singur capăt) este o bobină cu un miez de fier 1 și mobil armătură 2 W, separată de miez printr-o fantă de aer (fig. 2-4). Miezul inductor, numit stator senzorului, fixedly fixat și o ancoră cuplat mecanic cu partea mobilă a sistemului de operare, mișcarea care trebuie să fie transformată într-un semnal electric. Atunci când se deplasează ancora modifică rezistența senzorului datorită modificărilor în gol de aer de circuit magnetic # 948; între stator și armătura (armătura în timpul mișcării verticale) a întrefierului sau spațiu S (pentru deplasarea orizontală a armăturii).
rezistența la senzor a circuitului magnetic format din porțiunea de circuit cu RCT rezistență din oțel și rezistența subcircuit R b cu un decalaj de aer. Circuitul magnetic Rezistența la porțiunea de oțel:
lst în care - lungimea totală a liniei medii magnetice de forță în miez de oțel și armătura; Sst - aria secțiunii transversale a miezului de fier; mst - permeabilitatea magnetică a materialului de miez și armătură.
Rezistența magnetică a porțiunii de circuit, cu un decalaj de aer:
RCT = 2 # 948; / (# 956; OSB), unde # 948; - lungimea întrefierului dintre stator și senzorul pentru armături; # 956; pe - permeabilitate la aer; SB - aria secțiunii transversale a fantei de aer. deoarece # 956; # 956 >>; o, 0. rezistență senzor RCT a circuitului magnetic este determinată în principal de secțiunea lanț de rezistență cu un decalaj de aer:
Rm ≈ R b = 2 # 948; / (; # 956; OSR)
Alternând F flux magnetic, care apare atunci când sursa de alimentare este conectat la bobina senzorului este egal cu
în cazul în care I - curentul în circuitul bobinei senzorului; w - numărul de spire ale bobinei senzor, w - numărul de spire ale bobinei senzorului.
Senzor bobina inductivității (neglijând flux scurgere):
L = # 969; F / I = [# 969; 2/2 # 948;] # 956; S
Formula (2-1) stabilește relația funcțională dintre deplasamentul o armătură inductiv senzor (în mișcare sau schimbare d, sau SB) și inductanța bobinei senzorului.
La senzor inductiv cu întrefier variabil statică caracteristică L = f (x) neliniară (figura 2-5., 1) și cu goluri mari (# 948,> 1 mm) din sensibilitatea senzorului este redusă. Astfel de senzori sunt utilizate într-o gamă limitată de mișcare a armăturii - până la 1 mm, iar punctul de funcționare inițial selectat în caracteristica în care are cea mai mare pantă și aproape liniar la sensibilitatea senzorilor cu întrefier variabil, ridicată - până la 0,2 microni.
La senzor inductiv cu variabilă statică caracteristică L = f (SB) a zonei întrefierul este liniară, se deplasează armătura gamă mai largă - până la 8 mm, dar mai mică sensibilitate - 0,3 micrometri (. Figura 2-5, 2). Schimbarea inductor L determină senzorul pentru a schimba rezistența inductive: XL = # 969; L, în cazul în care # 969; - frecvența circulară a tensiunii de alimentare. Prin urmare, există o schimbare totală și rezistența bobinei: Z = 2 * √Ra + XL * 2, unde Ra - rezistența bobinei senzorului.
Curentul I, care curge în bobina senzorului de tensiunea alternativă aplicată U, este, de asemenea, modificat prin deplasarea armăturii și poate servi ca semnal de ieșire al senzorului (ieșire caracteristică). Convențional, principiul de funcționare a senzorului inductiv poate fi reprezentat ca un lanț de transformări care au loc atunci când se deplasează traductor armătură (pentru senzori cu întrefier variabil):
x ↑ → # 948; ↑ → Rm ↑ → F ↓ → L ↓ → Xl ↓ → Z ↓ → I ↑
Un singur ciclu de senzori inductivi au o sensibilitate ridicată și fiabilitate, o durată de viață practic nelimitată, putere de ieșire de mare (până la câteva Watts), care poate, în unele cazuri, să nu folosească amplificatorul. Dezavantajele senzori inductivi trebuie să includă caracteristica ireversibilitate, gama restransa de deplasare a armăturii, prezența curentului de mers în gol și o forță electromagnetică de atracție între armătura și stator, efectul amplitudinii oscilației și frecvența tensiunii de alimentare. Aceste dezavantaje sunt complet sau parțial absente de la senzori inductivi diferențial.
Un traductor inductiv diferențial de
Acesta cuprinde două bobine stator L1 și L2 și inductanța unei ancore comune. Atunci când se deplasează armatura de inductanța bobinei crește una, cealaltă - este redusă. Inductori sau inclus într-un circuit de măsurare diferențială, umeri sau adiacente măsurarea carosabilului circuitului.
Senzori inductivi diferențiale, comparativ cu SE au o precizie de conversie mai mare și sensibilitate. Caracteristica statică a acestor senzori este liniară și reversibilă.
Ele sunt un fel de senzori inductivi. Senzor de transformator poate fi privit ca un transformator în care raportul de transformare este modificat prin schimbarea M Vzaimoinduktivnye raportul dintre înfășurări sale. Astfel de senzori sunt folosite pentru a converti într-un semnal electric (tensiune AC) liniare mici și deplasări unghiulare.
Fig. 2-6 este reprezentat de un senzor diferential transformator cu mișcarea unghiulară a armăturii. înfășurarea senzorului primar # 969; 1 este situat pe un miez de tijă centrală 1 și conectat la o sursă de curent alternativ. Înfășurările secundare # 969; 2a # 969; 2b aranjate pe tijele exterioare și sunt conectate în serie și în opoziție. care curge curent prin # 969; 1 generează alternativ F1 flux magnetic este ramificat în două fluxuri F1a și F1b. În poziția simetrică a armăturii 2 în raport cu statorul senzorului (1 nucleu cu înfășurări # 969; 1, # 969; 2a # 969; 2b) fluxuri magnetice sunt egale: = F1a F1b = F1 / 2 și forța electromotoare este indusă în înfășurările secundare vor fi, de asemenea, egal: = E2a E2b.
Deoarece fazele opuse CEM (datorită includerii contra-înfășurări # 969; 2a # 969; 2b), tensiunea la ieșirea senzorului va fi zero: Uout = E2a - E2b = O. La rotirea armătură care este conectat mecanic la partea mobilă a obiectului de gestionare a schimba aria secțiunii transversale a întrefierul dintre armătură și tije de bază extreme. Ca urmare a acestei modificări a RM1 rezistență și circuite magnetice RM2 fluxurilor F1a și F1b, și de a face fluxuri: unul dintre ele este crescut de # 916 F, iar celălalt va scădea cu # 916; F. Induce forță electromotoare în bobinele secundare E2a și E2B sunt, de asemenea, modificate în mod proporțional cu fluxul F2B și Fia. La tensiunea de ieșire Vout apare senzor, a cărui amplitudine este egală cu diferența dintre amplitudinile electromotoare E2a și E2b: Uout = E2a, E2b și faza tensiunii de ieșire este determinată de faza mai mare a EMF.
Astfel, caracteristicile unui astfel de senzor este liniară și invers (în zona de lucru). Sensibilitatea senzorului diferențială transformator de două ori mai mare decât cea de un singur ciclu, o zonă de lucru de două ori, și poziția simetrică a tensiunii de ieșire pentru armături este zero. Precizia de conversie de la traductoare de transformatoare diferențiale de mai sus, deoarece datorită simetriei structurii și partea circuitului senzorului se compensează reciproc eroare de la schimbările de temperatură și frecvență sursa de energie ambientală.