36. Индуктивные преобразователи
- основаны на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток на магнитопроводе от положения отдельных элементов магнитопровода.
К
оэффициент
самоиндукции обмотки(индуктивности)
расположенной на магнитопроводе
определяется формулой
Zm – магнитное сопротивление магнитопровода
Р – потери в магнитопроводе на гистерезис и вихревые потоки
w – угловая частота
Ф – магнитный поток в магнитопроводе
Изменяя различные параметры уравнения можно влиять на индуктивность
Индуктивный преобразователь для измерения перемещения
δ
–
переменная в зависимости от х
L=f(δ) – не линейная зависимость
Применяется для измерения перемещения
– 5 мм
Широко распространены индуктивные дифференциальные преобразователи, в которых под воздействием измеряемой величины одновременно, причем с разными знаками, изменяются 2 зазора
Дифференциальные преобразователи имеют более высокую чувствительность,
Меньшую нелинейность функции L=f(x) и испытывают меньшее влияние внешних факторов.
Они используются для измерения перемещения и других неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в перемещение
Достоинства: дают на выходе сигнал значительной мощности, что позволяет
обходиться без усилителей.
Просты по конструкции и надежны в работе.
Сам параметр L измеряется с помощью мостовых схем(не 100% на переменном токе).
Недостатки: наличие обратного воздействия преобразователя на измеряемый объект.
Влияние инерции якоря на характеристику(частотную) преобразователя(ограничение по частоте)
37 Емкостные преобразователи.
Основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними.
С
амый
простой вариант: плоский конденсатор
-диэлектрическая
постоянная =
,
-
диэлектрическая проницаемость между
пластинами, S-площадь пластин, d-расстояние
между пластинами. Последние 3 параметра
могут изменяться для изменения емкости.
C=f(d) –нелинейная зависимость,
чувствительность обратно пропорциональна
квадрату d. Такие преобразователи
преобразования используются для
измерения малых перемещений до 1 мм.
Существуют дифференциальные емкостные преобразователи:
В
них увеличивается чувствительность,
уменьшается нелинейность функции
преобразования, влияние внешних факторов.
Преобразователи с функцией зависимости
используются
для измерения уровня жидкости.
Цепи
с емкостными преобразователями питаются
током повышенной частоты, что уменьшает
шунтирующую действия сопротивления
изоляции
.
Достоинства: Простота, возможна высокая чувствительность, возможна малая инерционность (тонкая неподвижная пластина)
Недостатки: Влияние внешних электрических полей и паразитных емкостей (не проявляются на высоких частотах), влияние внешних факторов (влажность)
38 Термоэлектрические преобразователи.
- это один из примеров генераторного преобразователя (на выходе ЭДС)
- основаны на термоэлектронном эффекте, возникающем в цепи термопары (ТП)
t
1!=t2,
=> возникает термо ЭДС
Материалы применяемые для термопар:
Для измерения температур 1100С применяют ТП в основном из неблагородных металлов. А при измерении температур до 1100С применяются благородные металлы платиновой группы: свыше 1600С – термопары из жаропрочных материалов (например вольфрамо-молибденовая термопара). Существует перечень стандартных термопар по ГОСТу с таблицами зависимости ЭДС от температуры и формулы.
Наибольшее распространение получили следующие термопары:
ПП – платинородий - платина
ХА – хромель - анимель
ХК - хромель – копель
ЖК – железо – копель
МК – медь копель
Градуировка термопар производится при температуре свободных концов =0 .
Электроды стандартных термопар выполняются из проволоки диаметром
До 0.5 мм для благородных металлов
До 3.5 мм для неблагородных металлов
Для ТП максимальная длина проводов 0.5м
Для защиты от внешних воздействий термоэлектроны помещают в специальную арматуру.
Инерционность является важной характеристикой ТП
У малоинерционных 15-20 сек
У обычных- несколько минут.