Датчики с переменной индуктивностью

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Кафедра электрификации и автоматизации горных

Предприятий

Утверждено на заседании кафедры

“”2007 г.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ

Аристов Е.В., Хузин Р.А.

Методическое руководство к лабораторной работе для

студентов всех специальностей и форм обучения

горно-нефтяного факультета

Пермь - 2007

Цель работы:

1. Ознакомление с экспериментальными методами определения статических характеристик индуктивного датчика;

2. Ознакомление с конструкцией индуктивных датчиков;

3. Изучение схем включения индуктивных датчиков.

Основные положения

Индуктивные датчики предназначены для преобразования механического перемещения в электрическую величину в виде напряжения или тока. По принципу действия индуктивные датчики являются устройствами, в которых изменяется индуктивное сопротивление при изменении положения подвижной части датчика. Индуктивные датчики делятся на две группы: датчики с переменным коэффициентом самоиндукции и трансформаторные датчики, в которых изменение положения подвижной системы вызывает изменение коэффициента взаимной индукции.

Датчики с переменной индуктивностью

Простейшим датчиком с переменной индуктивностью является дроссель, у которого может изменяться воздушный зазор между сердечником 1 и подвиж-ным якорем 2 (рис.1).

При отсутствии насыщения магнитопровода индуктивность дросселя опре-деляется формулой:

, Гн (1)

где ω – число витков обмотки;

S_возд – площадь воздушного зазора, см²;

R_м – магнитное сопротивление сердечника и якоря;

δ_возд – величина воздушного зазора, см.

Для ненасыщенного магнитопровода магнитное сопротивление железа R_м мало по сравнению с сопротивлением воздушного зазора и им можно пренебречь.

Так как воздушный зазор δ_возд = Х_о+Х состоит из начального зазора Х_о и и переменной величины Х, определяемой перемещением якоря, то формула (1) преобразуется к виду:

, (2)

где L₀ – начальная индуктивность,

; (3)

σ – относительное перемещение якоря,

.

Выражение (2) показывает, что при изменении положения якоря изме-няются индуктивность, индуктивное сопротивление и ток в цепи нагрузки.

Индуктивный датчик конструкции, показанный на рис.1, прост, но имеет некоторые недостатки. При перемещении якоря нужно развивать большое усилие, необходимое для преодоления не только трения, но и силы притяжения якоря сердечником. Кроме того, датчик является однотактным, и вследствие этого изменение направления перемещения якоря не вызывает изменения знака выходной величины датчика.