Индуктивные преобразователи — раздел Приборостроение, Аналоговые и цифровые элекронные измерительные приборы и преобразователи В Работе Индуктивных Преобразователей Используется Изменение Индуктивности Не…
В работе индуктивных преобразователей используется изменение индуктивности некоторой магнитной системы при воздействии на ее элементы перемещений или возникновении деформации этих элементов.
Индуктивность L обмотки, снабженной ферромагнитным сердечником или магнитопроводом, описывается выражением
,
где g – геометрический фактор, определяемый конструкцией электромагнитной системы; n – число витков обмотки; µ и µв – магнитная проницаемость ферромагнитного сердечника или магнитопровода и воздуха.
Имеется большое число конструкций индуктивных измерительных преобразователей линейных, угловых перемещений и силы. Изменение индуктивности в этих преобразователях может происходить как непосредственно, так и за счет изменения магнитного сопротивления магнитной цепи преобразователя, а также изменения магнитной проницаемости магнитопровода.
В работе индуктивного преобразователя перемещений, показанного на рис. 7.5, а, используется изменение магнитного сопротивления магнитной цепи под действием перемещений ферромагнитной пластины относительно ферромагнитного магнитопровода. Индуктивность такого преобразователя перемещения описывается выражением
, ( 5)
где Z M и Z B – магнитные сопротивления магнотопровода и воздушного зазора; l м и S м – длина и площадь поперечного сечения магнитопровода; d и SВ – длина и площадь поперечного сечения воздушного зазора.
Рис. 7.5. Схемы индуктивных преобразователей:
1 – обмотка; 2– ферромагнитный магнитопровод; 3– ферромагнитная подвижная пластина; 4– ферромагнитный подвижный сердечник; 5– вторая обмотка; 6– плоская обмотка; 7–диэлектрическая пластина; 8– подвижная электропроводящая пластина (флажок); 9– тонкий лист пермаллоя
Когда воздушный зазор отсутствует, индуктивность преобразователя описывается выражением
.
Напротив, при наличии воздушного зазора с учетом того факта, что магнитное сопротивление магнитопровода существенно меньше магнитного сопротивления магнитного зазора (Z M << ZB ), выражение (5) можно представить в виде
. (6)
Как видно из выражения (6), индуктивность преобразователя, показанного на рис. 7.5, а, может изменяться как за счет изменения длины d воздушного зазора при постоянном значении площади S в , гак и за счет изменения площади путем перемещения ферромагнитной пластины относительно ферромагнитного магнитопровода при постоянном значении длины d воздушного зазора.
Преобразователь с малой длиной воздушного зазора может обеспечить измерения перемещений 0,01–10 мм и имеет практически замкнутую магнитную цепь.
На рис. 7.5,б показана схема индуктивного преобразователя перемещений с разомкнутой магнитной цепью. Он представляет свою обмотку, во внутренней полости которой способен перемещаться подвижный ферромагнитный сердечник. Эти перемещения вызывают изменения индуктивности обмотки. Дифференциальная схема такого преобразователя приведена на рис. 7.5, в. Он имеет две обмотки.
Когда сердечник находится в среднем положении, индуктивности верхней и нижней обмоток одинаковы, а при перемещении сердечника, например, вверх индуктивность верхней обмотки увеличивается, а нижней – уменьшается. Преобразователи (рис. 7.5, б, в) применяют для измерений значительных (10–100 мм) перемещений.
В работе преобразователя перемещений, приведенного на рис. 7.5, г, используется экранирующее действие проводника на магнитное поле, которое объясняется действием, так называемых вихревых токов, индуцируемых плоской обмоткой в проводнике. Значение этих токов в проводнике, а, следовательно, и эффективность экранирования увеличиваются с увеличением частоты (до десятков мегагерц).
Индуктивность таких преобразователей изменяется при перемещении электропроводящей (обычно алюминиевой) пластины относительно плоской обмотки, размещенной на пластине из диэлектрика. Такие преобразователи используют в основном для измерений очень малых (вплоть до десятых долей микрометра) перемещений.
В работе преобразователей, схемы которых показаны на рис. 7.5, д, е , используется так называемый магнитоупругий эффект, сущность которого состоит в том, что воздействие (сжатие или растяжение) на магнитопровод механической силы приводит к деформации магнитопровода и возникновению в нем механических напряжений, вызывающих изменение магнитной проницаемости магнитопровода, что в свою очередь изменяет индуктивность обмотки [см. ( 5)], размещенной на магнитопроводе. Это явление используется для создания надежных и разнообразных по конструкции и диапазонам измерения преобразователей силы.
Для измерения индуктивности обмоток индуктивных преобразователей применяют мостовые, мостовые трансформаторные и резонансные измерительные схемы (см. подразд. 4).
Погрешности индуктивных преобразователей зависят от конструкции, диапазона изменений и обычно составляют ±(0,1–2,0) %.
Все темы данного раздела:
Электромеханические измерительные приборы являются аналоговыми средствами измерений. В их работе используется метод прямого измерительного преобразования. Принцип действия электро-механических изме
Принцип действия магнитоэлектрических измерительных приборов состоит во взаимодействии магнитного поля проводника, по которому протекает измеряемый электрический ток, с магнитным полем постоянного
Принцип действия электромагнитных приборов состоит во взаимодействии магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой, по которой протекает измеряемый электрический ток, с ферромагнитным сердечни
Принцип действия электростатических измерительных приборов основан на взаимодействии двух электрически заряженных тел. На рис. 5 приведена конструкция электростатического измерительного прибора. Ос
Принцип действия электродинамических измерительных приборов состоит во взаимодействии магнитных полей неподвижной и подвижной катушек, по которым протекают измеряемые токи (рисунок 6).
&nb
Принцип действия аналоговых электронных вольтметров состоит в усилении сигнала измеряемого напряжения и измерении сигнала, полученного в результате этого усиления. Они являются обычно приборами пря
Принцип действия одного из наиболее распространенных аналоговых электронных частотомеров состоит в накапливании на конденсаторе электрического заряда, пропорционального измеряемой частоте электриче
В основе работы электронных омметров лежит преобразование измеряемого сопротивления в напряжение постоянного тока, усиление и измерение этого напряжения. Омметры предназначаются для измерений актив
Цифровые электронные измерительные приборы — это измерительные приборы, в которых входной измеряемый электрический сигнал преобразуется в дискретный электрический выходной сигнал и представляется в
Принцип действия цифровых частотомеров основан на преобразовании переменного напряжения, частоту которого нужно измерять, в последовательность однополярных импульсов с частотой следования, равной,
Медицинские электроизмерительные приборы — это измерительные устройства, предназначенные для измерений и регистрации во времени электрических потенциалов (биопотенциалов), возникающих при протекани
Электрокардиограф — это медицинский электроизмерительный прибор, с помощью которого измеряют и регистрируют разность потенциалов между характерными точками поверхности тела человека. Появление этих
Прибор для наблюдения функциональной связи между двумя или несколькими величинами (параметрами и функциями; электрическими или преобразованными в электрические).
Для этой цели сигналы параметра и ф
В качестве измерительных систем помимо осциллографа, также может использоваться телевизионный кинескоп (рисунок 15), который работает по следующему принципу:
Углом отклонения луча ЭЛТ называется максимальный угол между двумя возможными положениями электронного луча внутри колбы, при которых на экране ещё видно светящееся пятно. От величины угла зависит
Так как внутри ЭЛТ невозможно создать идеальный вакуум, внутри остаётся часть молекул воздуха. При столкновении с электронами из них образуются ионы, которые, имея массу, многократно превышающую ма
В телевизоре, строчная развёртка которого выполнена на лампах, напряжение на аноде кинескопа появляется только после прогрева выходной лампы строчной развёртки и демпферного диода. Накал кинескопа
Прежде чем сигнал попадает на кинескоп, он проходят ряд блоков. Структурная схема телевизионного приемника показана на рисунке 16.
Упрощенная функциональная схема универсального осциллографа представлена на рис. 5. Рис. 5. На ЭЛТ обозна
1. Коэффициент отклонения – отношение амплитуды входного сигнала к видимому отклонению луча. . 2. Полоса пропускания
Коэффициент развертки – отношение времени сигнала к отклонению луча, вызванному направлением развертки за это время. Например: для
Чтобы измерить частоту периодического переменного напряжения при помощи осциллографа С1-5 необходимо: 1. Подать напряжение на вход Y. Установить переключатель режима развё
Прибор для наблюдения функциональной связи между двумя или несколькими величинами (параметрами и функциями; электрическими или преобразованными в электрические).
Для этой цели сигналы параметра и ф
Шлейфовый осциллограф, светолучевой, вибраторный осциллограф, прибор для визуального наблюдения и автоматической регистрации фотографическим методом физических процессов (например,
В качестве измерительных систем помимо осциллографа, также может использоваться телевизионный кинескоп, который работает по следующему принципу :
Углом отклонения луча ЭЛТ называется максимальный угол между двумя возможными положениями электронного луча внутри колбы, при которых на экране ещё видно светящееся пятно. От величины угла зависит
Так как внутри ЭЛТ невозможно создать идеальный вакуум, внутри остаётся часть молекул воздуха. При столкновении с электронами из них образуются ионы, которые, имея массу, многократно превышающую ма
В телевизоре, строчная развёртка которого выполнена на лампах, напряжение на аноде кинескопа появляется только после прогрева выходной лампы строчной развёртки и демпферного диода. Накал кинескопа
Но прежде чем сигнал попадает на кинескоп, он проходят ряд блоков, Рис.2.4 Структурная схема телевизионного приемника
Медицинские электроизмерительные приборы — это измерительные устройства, предназначенные для измерений и регистрации во времени электрических потенциалов (биопотенциалов), возникающих при протека
Электрокардиограф — это медицинский электроизмерительный прибор, с помощью которого измеряют и регистрируют разность потенциалов между характерными точками поверхности тела человек
Принцип действия прибора основан на прямом усилении и регистрации в виде кривой (электрокардиограммы) напряжения сигналов, снимаемых с электродов, наложенных на тело пациента. Электрокарди
В работе резистивных преобразователей используют различные эффекты, вызывающие изменение активного электрического сопротивления под действием перемещения. Простейшим резистивным преобразов
В основе работы тензорезистивных преобразователей перемещений лежит тензоэффект (лат. tendere – натягивать, напрягать), который заключается в изменении электрического сопротивления пр
В работе емкостных измерительных преобразователей используется изменение емкости конденсатора при воздействии линейных или угловых перемещений на один из его электродов. На рис. 7.3 приведены схемы
В работе трансформаторных (взаимоиндуктивных) измерительных преобразователей используется изменение под действием перемещения индуктивной связи между двумя системами обмоток, одна из которых (перви
Хроматография – это метод разделения и определения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами –подвижной и неподвижной. Неподвижной (
Газовая хроматография – метод разделения летучих, термостабильных соединений. Этим требованиям отвечает около 5% известных органических соединений, но именно эти соединения
Рис.12.4 Типичная хроматограмма. Прохождение в детекторе газа-носителя без пробы на хроматограмме отражается фо
В октябре 1978 года в ОКБ приборов контроля и автоматики Главного управления микробиологической промышленности, расположенном в городе Йошкар-Ола, по приказу НПО «Биопрепарат» был создан конструкто
Кран-дозатор для ввода газовых проб предназначен для ввода в хроматограф газа, находящегося под избыточным давлением. Краны отличаются количеством ходов (4, 6, 8, 10, 12) и имеют два положения «Отб
Модуль предназначен для анализа методом газовой хроматографии с насадочными колонками большинства органических соединений, в т.ч. постоянных газов, легких углеводородов, спиртов и спиртсодержащих с
