ів випускаються у світі вони використовуються як точні регулювальники напруги на передніх платах вимірювальних, керуючих і регулюючих приладів. Чим більше механічний кут повороту, і тим самим механічне число поворотів, тим вище точність установки.
б) Потенціометр з одним механічним оборотом (кут повороту 360 °)
Цей вид часто використовується як аналоговий датчик кута повороту. Для багатьох застосувань цілком достатньо одного повороту для всього інтервалу опору, особливо якщо весь інтервал опору повинен швидко виставлятися.
. Ємнісні вимірювачі переміщень
Конденсатори поділяються на два основних типи: змінної і постійної ємності. Конденсатори змінної ємності мають конструкцію, що дозволяє змінювати ємність в заданих межах. Існує два типи змінних конденсаторів: поворотні або роторні та підлаштування.
Поворотний конденсатор зображений на рис. 1. Він має ряд електрично пов'язаних між собою нерухомих пластин (статор), між якими розташовуються рухливі пластини (ротор), також з'єднані між собою електрично. Рухливі пластини жорстко закріплені на обертається щодо статора осі. Діелектриком служить повітря. Поворот осі змінює площа перекриття роторних і статорних пластин конденсатора, що призводить до зміни ємності. При повному перекритті площі пластин ємність максимальна.
Рис. 2
Основна формула для розрахунку ємнісних датчиків, визначає ємність конденсатора, з двох однакових пластин, кожна площею S (м 2) і відстанню між ними D (м).
Eo=8.85 * 10-12 Ф/м
Формула определяеёт можливі сфери застосування датчиків, тобто-Реакция На зміна геометрії (S або D).-Реакция На зміну діелектричної проникності ED
Характерні області застосування ємнісних датчиків - прецизійні вимірювання механічних переміщень, товщиноміри, вимірювання рівнів і тиску, визначення хімічного складу і вологості речовини. Від температури діелектрична проникність залежить сильніше у діелектриків з полярними молекулами.
Для вимірювання ємності можна використовувати різні кратні одиниці: (10-6 мікрофарад, 10-9 нанофарадах, 10-12 пікофарад).
Тип датчика №1: з перемінним зазором, межі вимірювання 0-1 мм.
Характеристика №1
Рис. 3
Тип датчика №2: диференційний, зі змінним зазором. Межі виміру (0-1) мм. Характеристика №2
Рис. 4
Тип датчика №3: ??зі змінною діелектричною проникністю, переміщення діелектрика в зазорі, він же вимірювач рівня рідини в баку.
Характеристика №3
Рис. 5
Тип датчика №4: Поворотний конденсатор, вимір кута повороту осі. Важливою характеристикою конденсатора змінної ємності є закон зміни ємності в залежності від кута повороту ротора.
· Прямоемкостний конденсатор характеризується лінійною залежністю ємності від кута повороту ротора.
· прямоволновой конденсатор має квадратичну залежність ємності від кута повороту.
· Логарифмический конденсатор характеризується сталістю відносної зміни ємності при повороті ротора на 1 о.
Можлива система з обертової пластиною діелектрика і нерухомими електродами. У всіх випадках, залежність ємності, від кута повороту забезпечується формою пластини.
3. Розробка функціональної схеми перетворювача кутових переміщень
Функціональна схема перетворювача кутових переміщень складається з десяти джерел випромінювання (світлодіоди), що позиціонує кодує маски, десяти фотодіодів, десяти підсилювачів, блоку виділення обороту, більшого, ніж 360 °, блоку запам'ятовування стану, трьох перетворювачів коду, тактового генератора і блоку індикації.
Джерелом випромінювання служать світлодіоди (3Л115А), світло з яких, за световодам проходить через кодирующую решітку і потрапляє через світловоди на фотодіоди (ФД - 20КП). На кордонах «світлодіод - світловод», «світловод - маска - середовище» і «світловод - фотодіод» встановлюються лінзи для запобігання розсіювання світлового потоку. Струм від фотодіода надходить на підсилювач і за допомогою компаратора перетвориться в напругу.
Кодирующая маска розділена на 360 секторів по 1 ° кожен, на кожен сектор припадає по 9 отворів. Таким чином, кожен градус закодований відповідним двійковим Девятіразрядний числом. Для кодування використовувався код Грея - код, в якому при переході до наступної позиції змінюється значення лише одного розряду. На кордоні 359-го і 0-го градусів розташоване додатковий отвір, зрушене на півградуса щодо початку відліку (0-го градуса).
