Индуктивные датчики

 

И. д. преобразуют линейное или угловое перемещение в изменение индуктивности обмотки с магнитопроводом.

Различают одноконтактные и двухтактные (или дифференциальные).

 

I. Одноконтактные

Среди них выполняются конструкции с переменной величиной воздушного зазора и с переменной площадью воздушного зазора.

А. С переменнной величиной воздушного зазора

1 – стальной магнитопровод;

2 – подвижный якорь;

3 – катушка;

d - величина воздушного зазора.

В данном случае L = W²/R_d,

где L – индуктивность катушки;

W – число витков обмотки;

R_d – магнитное сопротивление воздушного зазора. R_d = 2d / (m₀s),

где s – площадь воздушного зазора;

m₀ – магнитная проницаемость воздушного зазора.

Тогда L = W²m₀s / (2d)

Т.е. индуктивность является обратно-пропорциональной зависимостью L = f(1/d).

При активной нагрузке в малых перемещениях (до 1 мм) и R_об >> R_н

U =UR /(wL) = 2dUR /(wW²m₀s) =kd,

где k = 2UR /(wW²m₀s),

w - угловая частота питающего напряжения.

Статическая характеристика: U_вых = f(d )

Недостатки:

1) наличие остаточного напряжения при малых d (влияние магнитного сопротивления магнитопровода);

2) при больших d нелинейность (влияние токов рассеивания);

3) не реагирует на изменение знака сигнала.

Б. С переменной площадью воздушного зазора

1 – соленоид;

2 – подвижный сердечник.

Работа аналогична предшествующему устройству. Применяется при перемещениях от 5 до 50 мм.

Недостатки:

1) наличие остаточного напряжения;

2) не реагирует на малые перемещения;

3) не реагирует на изменение знака сигнала.

II. Дифференциальные

Представляет собой два одноконтактных датчика с общим якорем.

 

1 – магнитопроводы с обмотками W₁ и W₂

2 – подвижный якорь