7.2.1.6. Индукционные датчики перемещения

К индукционным датчикам перемещения относятся вращающиеся трансформаторы и сельсины.

Вращающиеся трансформаторы бывают двух видов: синусно-косинусные (СКВТ) и линейные (ЛВТ)

СКВТ – это микромашина переменного тока с двумя перпендикулярными обмотками на статоре и двумя на роторе. Если одну из статорных обмоток запитать переменным напряжением U_c, то на выходах роторных обмоток будут напряжения

U₁ = KU_csin ,

U₂ = KU_ccos ,

где К – коэффициент трансформации ВТ,  - угол поворота ротора ВТ относительно запитанной статорной обмотки.

Вторая обмотка статора используется для симметрирования выходных сигналов.

ЛВТ образуется из СКВТ путем соответствующего соединения обмоток СКВТ. При малых углах поворота ротора выходное напряжение ЛВТ линейно зависит от угла поворота .

7.2.1.7 Оптоэлектронные датчики перемещений

Самыми простыми и наиболее распространенными оптоэлектронными устройствами являются датчики прямого измерения, сигналом в которых является интенсивность поступающего светового излучения.

Такие датчики можно разделить на две группы: датчики индикаторного типа и измерительные датчики. Первые работают по релейному принципу и имеют пороговый уровень срабатывания (фотореле, фотоэлектрические счетчики). Вторые датчики имеют более сложную схему и позволяют качественно и количественно оценить физический процесс.

Основой оптоэлектронного датчика перемещения (ОДП) является элементарный оптрон.

Многие оптические датчики используют для измерения перемещений свойства волоконного светодиода. Они получили название световодных датчиков. Такие датчики обладают высокой чувствительностью, помехоустойчивостью, способностью работать во взрыво- и пожароопасных местах. Контролируемый параметр (перемещение, давление) может воздействовать на интенсивность, фазу, полярность или длину волны света, распространяющегося по световоду.

На рис.7.13 представлена схема светового датчика давления. Источником света Ф служит лазер.

Рис. 7.13.

Пучок света Ф, излучаемый лазером, на своем пути разделяется на два пучка с помощью зеркала 1: поток Ф₁ проходя через зеркало, попадает в волокно, используемое в виде датчика; поток Ф₂, отраженный зеркалом, поступает в так называемое релейное волокно 4. Измерительное волокно 5 подвергается воздействию. Параметры светового потока Ф₁ при этом изменяются. Далее результат рекомбинации обоих потоков регистрируется фотодатчиком 3.

7.2.2 Датчики усилия

7.2.2.1 Магнитоупругие датчики усилия

Матнитоупругие датчики усилия (МДУ) используют способность материала изменять величину магнитного сопротивления, т.е. магнитную упругость под воздействием упругих механических деформаций.

Простейший магнитоупручий датчик, дроссельный изображен на рис. 7.14.

Под воздействием усилия F изменяется магнитная проницаемость магнитопровода, изменяется в связи с этим индуктивность катушки и конечном счете – ток через обмотку. F    L  Z_m  I; I = f(p),  = f₁(F), L_k = f₂(),

Z_m = f₃(L_k), I = f₄(Z_m).

Рис. 7.14.