Индуктивные датчики.

• Указать назначение индуктивных датчиков.

• Изобразить схему индуктивного датчика с подвижным якорем.

• Описать принцип работы.

• Описать принцип работы индуктивного датчика с подвижным сердечником по предложенной схеме.

• Описать принцип работы.

Ответ

Принцип действия основан на изменении индуктивности катушки с подвижным якорем вследствие изменения магнитной проницаемости. Индуктивные датчики можно использовать как датчики пути, положения или размерные.

На рисунке изображен индуктивный датчик с подвижным якорем.

Если перемещать якорь 1 датчика, воздушный зазор δ будет изменяться, что вызовет изменение индуктивности обмотки. Сила тока в цепи обмотки датчика

I=U/Z=U_П/√R²+X_L²,

Где Z – полное сопротивление цепи, U_П – напряжение питания датчика; R – активное сопротивление цепи; X_L = 2π f L– индуктивное сопротивление обмотки.

Если U_П, R, f постоянны, то сила тока I в катушке, а следовательно, и напряжение U будут пропорциональны воздушному зазору δ. Датчики работают при частоте питающей сети 50 – 5000Гц.

Индуктивный дифференциальный размерный датчик (рисунок б) состоит из двух катушек 2, 4, на которых расположены обмотки, подключаемые по дифференциальной схеме или в плечи измерительного моста. В катушках расположен сердечник 3, соединенный с измерительным штоком 1, который контактирует с измеряемой поверхностью. При среднем положении сердечника, т.е. при δ₁ = δ₂ ,параметры катушек одинаковы, тогда I₁ = I₂ . Так как обмотки соединены по дифференциальной схеме, сигнал на выходе датчика равен нулю. При изменении положения сердечника, когда δ₁ ≠ δ₂ , происходит изменение индуктивности обмотки, тогда I₁ = I₂, I₁ > I₂, I₁ < I₂. Сигнал будет пропорционален перемещению сердечника, а его знак будет определять направление перемещения.

В индуктивных дифференциальных датчиках трансформаторного типа при изменении положения сердечника (плунжера) меняется взаимоиндукция между первичной и вторичной обмотками, что вызывает во вторичных обмотках изменение индуцируемой ЭДС.