Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - электромеханические устройства систем управления - файл 1.doc


Лекции - электромеханические устройства систем управления
скачать (11883.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc11884kb.17.11.2011 07:31скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
^

Датчики линейных перемещений


Неэлектрические величины, подлежащие измерению и контролю, весьма многочисленны и разнообразны. Значительную их часть составляют линейные и угловые перемещения. На основе конденсатора, у которого электрическое поле в рабочем зазоре равномерно, могут быть созданы конструкции емкостных датчиков перемещения двух основных типов:

- с переменной площадью электродов;

- с переменным зазором между электродами.

Достаточно очевидно, что первые более удобны для измерения больших перемещений (единицы, десятки и сотни миллиметров), а вторые – для измерения малых и сверхмалых перемещений (доли миллиметра, микрометры и менее).

В простейшем случае в основе емкостного датчика линейных перемещений может быть использован одиночный конденсатор. Емкости датчиков в соответствии с рисунком 2.1 определяются выражениями:

; ;

и изменяются при перемещении на величину подвижной части конденсатора 1 относительно неподвижной 2.

а)



б)



в)



Рисунок 2.1  Принципиальные схемы одноемкостных датчиков линейных перемещений

Упрощенные конструктивные схемы в соответствии с рисунком 2.2 охватывают все многообразие дифференциальных емкостных датчиков с однородным электрическим полем.

а)



б)



в)



Рисунок 2.2  Принципиальные схемы дифференциальных емкостных датчиков линейных перемещений

Зависимости емкости от перемещения для приведенных схем:

,; , ; , ,

где – величина перемещения подвижного электрода 1 относительно неподвижных 2 и 3.

Наряду с дифференциальными конструкциями для измерения линейных перемещений используют полудифференциальные. Емкости полудифференциальных датчиков в соответствии с рисунком 2.3 определяются выражениями:

,; , .

а)



б)



Рисунок 2.3  Принципиальные схемы полудифференциальных емкостных датчиков линейных перемещений

Иногда для датчиков перемещения используются конденсаторы с подвижным диэлектриком, который изменяет диэлектрическую проницаемость среды между обкладками конденсатора в соответствии с рисунком 2.4.



Рисунок 2.4  Принципиаль0ная схема емкостного датчика линейных перемещений с подвижным диэлектриком


Датчики угловых перемещений

Емкостные измерительные преобразователи угловых перемещений подобны по принципу действия емкостным датчикам линейных перемещений, причем датчики с переменной площадью также более целесообразны в случае не слишком малых диапазонов измерения (начиная с единиц градусов), а емкостные датчики с переменным угловым зазором могут с успехом использоваться для измерения малых и сверхмалых угловых перемещений.

Обычно для угловых перемещений используют многосекционные преобразователи с переменной площадью обкладок конденсатора в соответствии с рисунком 2.5.

а)



б)



Рисунок 2.5  Принципиальные схемы емкостных датчиков угловых перемещений

В таких датчиках один из электродов конденсатора крепится к валу объекта, и при вращении смещается относительно неподвижного, меняя площадь перекрытия пластин конденсатора. Это в свою очередь вызывает изменение емкости, что фиксируется измерительной схемой.

Инклинометры


Инклинометр (датчик крена) представляет собой дифференциальный емкостной преобразователь наклона, включающий в себя чувствительный элемент в форме капсулы в соответствии с рисунком 2.6.



Рисунок 2.6  Устройство емкостного инклинометра

Капсула состоит из подложки с двумя планарными электродами 1, покрытыми изолирующим слоем, и герметично закрепленным на подложке корпусом 2. Внутренняя полость корпуса частично заполнена проводящей жидкостью 3, которая является общим электродом чувствительного элемента. Общий электрод образует с планарными электродами дифференциальный конденсатор. Выходной сигнал датчика пропорционален величине емкости дифференциального конденсатора, которая линейно зависит от положения корпуса в вертикальной плоскости.

Инклинометр спроектирован так, что имеет линейную зависимость выходного сигнала от угла наклона в одной – так называемой рабочей плоскости и практически не изменяет показания в другой (нерабочей) плоскости, при этом его сигнал слабо зависит от изменения температуры. Для определения положения плоскости в пространстве используется два, расположенных под углом 90° друг к другу инклинометра.

Малогабаритные инклинометры с электрическим выходным сигналом, пропорциональным углу наклона датчика, являются сравнительно новыми приборами. Их высокая точность, миниатюрные размеры, отсутствие подвижных механических узлов, простота крепления на объекте и низкая стоимость делают целесообразным использовать их не только в качестве датчиков крена, но и заменять ими угловые датчики, причем не только на стационарных, но и на подвижных объектах.

1   2   3   4



Скачать файл (11883.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации