С дифференцированными индуктивными датчиками

Схемы электронных блоков измерительных приборов

 

Различают три разновидности мостовых схем.

1. Схема включения датчика с трансформатором (а). В этой схеме катушки датчика с индуктивностями L1 и L2 образуют мостовую схему вместе с первичными обмотками трансформатора Тр1. Эти обмотки трансформатора имеют w1 = w2. В исходном положении, т.е. в среднем положении якоря, L1 = L2, поэтому токи, протекающие по первичным обмоткам трансформатора, равны и магнитные поля обмоток w1 и w2 взаимно компенсируются, а поэтому напряжение на выходе Тр1 равно нулю. При перемещении якоря изменяются индуктивности L1 и L2, и тогда ток в одном плече уменьшится, а в другом увеличится. По трансформатору пройдет ток ΔI, который вызовет отклонение стрелки на приборе Пр, пропорциональное перемещению измерительного стержня датчика. Дополнительный трансформатор Тр2 установлен в качестве усилителя тока от датчика, и он питается обычно от сети с частотой 50 Гц.

2. Схема включения датчика с реостатом (б).Сопротивления L1 и L2 дифференциального датчика образуют вместе с потенциометром R мостовую схему, в диагонали которой расположено отсчетное Пр или регистрирующее устройство. При среднем положении якоря датчика L1 = L2, и при среднем положении движка потенциометра мост находится в сбалансированном состоянии и выходное напряжение равно нулю. При изменении положения якоря изменяется индуктивность его катушек и в диагонали моста появляется ток. Возможны два режима работы прибора с мостовой схемой.

В уравновешенном режиме добиваются условия нулевого на­пряжения в диагонали моста, т.е. на выходе. Это достигается тем, что при появлении тока в диагонали моста движок потенциометра R смещается до момента достижения баланса и производится отсчет величины перемещения движка, которая пропорциональна величине смещения якоря датчика.

В неуравновешенном режиме работы при изменении индуктивности катушек L1 и L2 от перемещения якоря в диагонали моста появляется ток и напряжение этого тока измеряется пропорционально перемещению якоря, т.е. изменению размера.

3. Дифференциальная схема (в). Вторичные обмотки трансформатора Тр являются плечами моста вместе с индуктивностями катушек L1 и L2 датчика. Через эти вторичные обмотки трансформатора осуществляется питание датчика. При перемещении якоря датчика и изменении индуктивности L1 и L2 снимается выходное напряжение со средних точек вторичных обмоток трансформатора и датчика.

В приборах с индуктивным датчиком в отличие от приборов с механическим преобразованием можно иметь в одном приборе несколько цен делений и соответственно несколько диапазонов показаний. Обыкновенно стремятся создать гамму приборов с индуктивным датчиком с учетом удовлетворения потребностей в средствах измерения при различных случаях использования.

Цены деления устанавливают в соответствии с ранее указанным рядом чисел 1, 2, 5. Для ин­дуктивных систем эти цены делений бывают от 0,00001 до 0,05 мм (0,00001; 0,0001; 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,010; 0,050 мм).

Диапазон показаний обычно устанавливают, исходя из делений, наносимых на шкале. У разных приборов наносят 40 (±20); 60 (±30) и 100 (±50) делений.

По количеству используемых датчиков приборы выпускаются либо с одним, либо с двумя датчиками. При использовании двух датчиков осуществляется алгебраическое суммирование величин перемещений (т.е. сложение с учетом знака). В таких приборах обычно один датчик обозначен буквой А, а другой Б и имеется дополнительный тумблер А + Б и А — Б. С помощью двух дат­чиков можно осуществлять различные измерения, при которых либо сам параметр требует алгебраического суммирования (например, измерение конуса), либо использование двух датчиков позволяет исключить погрешность базирования детали на измерительной позиции (например, при измерении толщины тонких деталей, которые имеют изогнутую поверхность).

Такой вид измерения, когда значения размера определяются как результат перемещения двух датчиков, тоже часто называют дифференциальным измерением.