Индуктивные преобразователи

Особенности индуктивных преобразователей
Отсутствие скользящих контактов – повышение надежности
Недостаток – будут чувствительны к питающему напряжению
Характеризуются понятием «остаточный сигнал»
Назначение – измерение и преобразование угловых и линейных перемещений

Конструкция и принцип действия

Определим индуктивность цепи без учета рассеяния магнитного потока

Выводы:
Если под воздействием перемещения изменять какой-либо из параметров, то будет меняться индуктивность всего устройства
Теоретически – нельзя менять только магнитную проницаемость вакуума(воздуха)
Практически – не меняется частота питающего напряжения
Зазор, площадь поперечного сечения зазора, количество витков, магнитная проницаемость магнитопровода – возможно изменение

Датчик с переменным магнитным сопротивлением (индуктивный преобразователь соленоидного типа)
Х

Конструкция цилиндрического датчика положения

Принцип работы
См. сердечник – там две обмотки – первичная и вторичная
Первичная возбуждается переменным напряжением, тогда во втоирчной наводятся вихревые токи
Срабатывает триггер Шмитта и выдает дискретный сигнал на выход

При перемещении стального сердечника будет изменяться сопротивление зазора
Х – измеряемое перемещение (пропорционально δ)
Стальной сердечник называется якорем

Поскольку Rm<< Rδ, то можно определить зависимость индуктивности от перемещения

Характеристика управления
1мкм-1мм

Датчик, использующий изменение площади поперечного сечения (площади зазора)

Характеристика управления
xa
x,b
10-15мм

Чувствительность преобразователя

Достоинства и недостатки
На якорь действует сила притяжения к сердечнику-погрешность в работе
Одинарный датчик – при изменении знака входного сигнала выходной сигнал не меняется
Линейность статической характеристики сохраняется на малом участке
Простота конструкции, высокая надежность
Применение – бесконтактные датчики положения

Дифференциальные индуктивные датчики
x
δ
δ
1
2

Определим общий ток, протекающий через нагрузку

Если якорь строго по середине – перемещение =0 токи равны и суммарный ток =0
Если якорь сместить вправо – уменьшится правый зазор - увеличится индуктивность правой части-уменшится индуктивность левой части
Изменятся токи – уменьшится I2 –увеличится I1- разность токов ≠0
при перемещении якоря влево – все в обратном порядке

Статическая характеристика реверсивного датчика

Индуктивный датчик, включенный по мостовой схеме

Чувствительность датчика

Применение датчика для измерения уровня жидкости в закрытых объемах