![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Параметрические датчикиКонтактные датчики обеспечивают преобразование механического перемещения в электрический сигнал, т.е. замыкание или размыкание электрической цепи. Речь идет о всякого рода конечных выключателях, микро-выключателях. Широко распространены датчики с механическими контактами, встречаются датчики с ртутными контактами. Датчики с механическими контактами могут быть выполнены ввиде контактов давления или ввиде скользящих контактов.
а б
в
Тензометрические датчики (тензодатчики) основаны на использовании зависимости омического сопротивления проводников и полупроводников от величины их упругой деформации. Проволочный тензодатчик выполняется виде проволки из константана, уложенной петлеобразно и прочно наклеенной на полоску тонкой бумаги. Бумага с проволкой наклеивается на испытуемую деталь при деформации которой изменяется сопротивление проволки. На рис. 3.3 показан промышленные тензодатчики. Рис. 3.3а Решетки тензометрических датчиков Реостатные и потенциометрические датчики представляют собой переменные сопротивления, обеспечивающие преобразования линейных или угловых перемещений в электрический сигнал. Рис. 3.4 Устройство (а) и схема (б) потенциометрического датчика тороидального типа
На рисунке 3.4 показан потенциометрический датчик тороидального типа. На каркас 1 из изоляционного материала наматывается провод с высоким удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом сопротивления и весьма малым диаметром. Контакт щетки 2 соединяется с выводным зажимом спиральной пружиной 3. Ось 4 датчика соединяется с контролируемым объектом. Достоинством таких датчиков являются простота, малые размеры и масса, отсутствие необходимости усиления, если они используются при измерениях. Недостаток – наличие скользящего контакта, снижающего надежность их работы.
Рис. 3.5 Устройство термометра сопротивления. Термометры сопротивления (термосопротивления) основаны на свойстве проводников менять сопротивление при изменении температуры. Термосопротивления изготавливают из чистых металлов: никеля, железа, меди, платины. Электрическое сопротивление металлов при нагреве увеличивается. На рис. 3.5 показано устройство термометра сопротивления. Проволка 1 диаметром примерно 0,1 мм наматывается на термостойкий изоляционный каркас и заключается в защитную трубку 2. Сопротивление термометров 50 – 100 Ом.
Рис. 3.7 Терморезисторы
Индуктивные датчики основаны на изменении индуктивности (взаимоиндуктивности) катушек, размещенных на ферромагнитных сердечниках, рис. 3.8. Входной величиной является горизонтальное или вертикальное перемещение якоря, а выходной – индуктивность или индуктивное сопротивление катушки. Вспомним:
Действие простейших индуктивных датчиков состоит в следующем. При подаче переменного напряжения 50 – 100 Гц, током, протекающим по катушке создается магнитный поток, который слаб, когда зазор δ между якорем и сердечником велик или якорь расположен выше (ниже) сердечника. В этих случаях индуктивность, а следовательно индуктивное сопротивление катушки, малы. Через сопротивление RL протекает ток нормальной величины. При уменьшении зазора до установленного предела или при расположении якоря симметрично относительно сердечника, Индуктивное сопротивление катушки возрастает, а ток в цепи падает.
Магнитопровод дифференциального датчика состоит из двух неподвижных сердечников 1, с размещенными на них одинаковыми катушками, и подвижным якорем 2, связанным с контролируемым объектом. Обмотки W1 и W2 совместно с нагрузками RL1 и RL2 двух других плеч включены в мостовую схему. При нейтральном положении якоря индуктивные сопротивления обмоток равны, мост уравновешен, напряжение на выходе отсутствует. При перемещении якоря, например влево, индуктивность L1 возрастает, а L2 уменьшается. Появляется дисбаланс, возникает выходное напряжение.
Чувствительность дифференциальных датчиков в 2 раза выше простейших и могут использоваться для контроля весьма малых перемещений – до десятых и сотых долей миллиметра.
Емкостные датчики представляют собой конденсаторы различных конструкций и форм. Служат для преобразования механических линейных и угловых перемещений, а так же давления, влажности или уровня среды в изменение емкости.
Для контроля линейных перемещений используются конденсаторы с изменяющимся зазором между обкладками, для контроля угловых перемещений – конденсаторы с постоянным зазором, но с изменяющейся рабочей площадью. Можно использовать изменяющуюся диэлектрическую проницаемость среды между обкладками конденсатора. Для охраны периметров, обнаружения присутствия используются антенные емкостные системы, см. рис. 3.13.
Рис. 3.13 Антенная система подключается к электронному блоку, генерирующему электрический сигнал и измеряющему емкость антенной системы. Когда человек приближается к электродам или касается их, емкость антенной системы изменяется, что регистрируется электронным блоком, выдающим сигнал тревоги.
Магнитоупругие датчики основаны на использовании эффекта магнитной упругости, свойственного некоторым ферромагнитным материалам (например железо-кремниевый сплав). Явление заключается в изменении магнитной проницаемости образца при изменении растягивающих или сжимающих усилий.
Датчик дроссельного типа представляет собой электромагнит с замкнутым магнитопроводом, к сердечнику которого прикладывается деформирующее усилие. Магнитная проницаемость магнитопровода изменяется, а значит изменяется индуктивное сопротивление катушки. Датчик трансформаторного типа называется прессдуктором. К первичной обмотке подводится переменное напряжение, а во вторичной обмотке появляется ЭДС, величина которой зависит от степени деформации магнитопровода. Магнитоупругие датчики используются для контроля усилий в различных общепромышленных установках (пресс, прокатные станы). В горной промышленности они могут использоваться, например, для контроля посадки клетей на кулаки, загрузки скипов, горных давлений. Достоинства: простота и надежность, устойчивость к воздействиям вибраций, к влажной или запыленной среде. Недостаток – изменение характеристик с течением времени.
|