Дифференциальная трансформаторная схема прибора(ксд – Компенсационная Схема Диференциальная).

В основу положена работа плунжерных датчиков.

1 – плунжерный датчик; РД – реверсивный двигатель; 2 – плунжерный приемник; 3 – кулачок; 4 – мембрана.

Когда плунжер в среднем положении

L₁=L₂ => E₁=E₂ ∆E₁=E₁-E₂=0

L₃=L₄ => E₃=E₄ ∆E₂=E₃-E₄=0

При смещении плунжера 1

L₁≠L₂ => E₁≠E₂ ∆E≠0

∆E усиливается и подается в обмотку двигателя, вал двигателя поворачивается, поворачивается кулачок 3 вызывая смещение плунжера 2 до тех пор, пока ∆E₂=∆E₁ и ∆E=0.

Пример (дифференциальный манометр)

Магнитоупругие датчики (разновидность индуктивных).

Состоит из электромагнитопровода в в ферромагнитном материале, с катушкой W витков.

Работа основана на свойстве ферромагнитного материала менять магнитную проницаемость сердечника под действием механической нагрузки.

F увел, умен, Lумен, Zумен, I увел

l – длина средней линии магнитопровода. -магнитная проницаемость.

Достоинство: высокая мощность выходных сигналов, может работать при f=50Гц, возможность работы в запыленных и агрессивных средах, большие измеряемые усилия 10…100т.

Недостатки: нелинейная статическая характеристика, не проходит через 0, не реверсивна, на работу влияет Uс, fc, tокр.

Применяют для измерения веса вагонов, автомобилей, в промышленных установках.

Емкостные датчики .

Измеряемая величина преобразуется в изменение емкости конденсатора.

ε воды = 80; ε воздуха = 1

ЭИУ (Электрический Индикатор Уровня)

ЭСУ (Электрический Сигнализатор Уровня)

Измерение влажности.

Пластины, стакан из изоматериала

r_х – диэлектрические потери

Недостатки: результат измерения зависит диэлектрических потерь r_х , определяемых плотностью, температурой, влажностью.

С_x1=C_x2, r_х1= r_х2 , C₀ – конденсатор постоянной емкости

Достоинство: высокая чувствительность, малая индуктивность, простота конструкции и надежность в работе.

Недостатки: работа зависит от температуры, влажности, необходимо иметь источник высокой частоты, т.к. при f=50Гц сопротивление очень велико.

С=10Ф, f=50Гц, Хс=?

Магнитно-анизотропные датчики (пресдуктор).

Разновидность магнитных упругих датчиков. Состоит из сплошного материала, у которого просверлены 4 отверстия.

Когда F=0 магнитные свойства сердечника в направлении АА и ВВ одинаковы и тогда магнит силовыми линиями при подаче Uвх замыкаются по симметричным кольцевым линиям.

Uвых = 0

При F≠0 F-увел, μ-умен, L-умен, I-увел. Uвых≠0

Генераторный датчик.

В них измеряемая величина преобразуется в изменение напряжения. К ним относят термопары, тахогенераторы, вращающие трансформаторы.

Термопары.

1 – холодный спай; 2 – горячий спай.

ЕДС E_AB=F(t-t₀)

t холодного спая = const Для каждой термопары имеется (табличное) значение.

E_T=F(t) при t₀ = 0C – статические

Пусть t = 100С t₀ =0С E_T=?

Eизмерения = (t₁-t₂) t₀`-t₀=0С

Ет-Еиз=Епопр(t₀`-t₀) Еизм±Епопр=Етабл t

Автоматическое введение поправки с помощью компенсирующих мостов.

R₁…Ru – манганиновый при t₀ =0…50 С R=const

Uп = Eтп+Uab

Пусть ТПХА t = 100C, t₀=20C

При 20С мост уравновешивают Uab = 0

R₁R₃=R_мR₂ Uтп = 3,3 мВ Uп = 3.3мВ

Пусть t = 100C t₀=30C

Етп=29мВ, Uab=0,4мВ

Uп=Uтп+Uab=29+0,4=3,3мВ

Сопротивление R₄ позволяет обеспечить заданный разбаланс.