езистивні перетворювач
2.3 Індуктивні перетворювачі
Типи індуктивних перетворювачів. На рис.2.3 зображений найбільш поширений перетворювач з малим повітряним зазором, довжина якого змінюється під впливом вимірюваної величини Р (зосередженої сили, тиску, лінійного переміщення). Внаслідок зміни зазору змінюється магнітний опір магнітного ланцюга, а значить і індуктивність котушки, одягненою на сердечник і включеної в ланцюг змінного струму. Зміна індуктивного опору котушки веде до відповідної зміни її повного опору Z . Таким чином, виникає функціональна залежність між вимірюваною механічної величиною Р і електричним опором Z перетворювача: і.
Перетворювачі такого типу можна застосовувати при вимірюванні переміщень порядку 5 ... 20 мм.
Малюнок 2.3 - Індуктивний перетворювач
У практиці знайшли застосування майже виключно диференціальні індуктивні перетворювачі.
Пояснюється це не тільки більшою лінійністю характеристики, але головним чином меншою похибкою цих перетворювачів. Одним з основних достоїнств індуктивних перетворювачів є можливість отримання великої потужності перетворювача (до 1 ... 5 В? А), що дозволяє користуватися порівняно малочутливим покажчиком на виході вимірювального ланцюга, а при необхідності - реєструвати вимірюваної величини (можливе включення на виході ланцюга самописця або вібратора осцилографа без попереднього посилення). У малогабаритних перетворювачах, однак, часто доводиться вдаватися до включення підсилювача між вимірювальною ланцюгом і покажчиком або реєстратором.
2.4 Магнитоупругие перетворювачі
Робота Магнітопружний перетворювача заснована на магнітопружному ефекті. Як відомо, феромагнітні речовини мають області мимовільного намагнічування (домени). У ненамагнічений стан речовини домени орієнтовані хаотично і магнітні моменти окремих доменів компенсують один одного. При приміщенні феромагнітного тіла в магнітне поле домени орієнтуються в його напрямку. У слабкому полі орієнтація часткова; в сильному полі при магнітному насиченні матеріалу орієнтуються всі домени. Орієнтація доменів викликає збільшення магнітної індукції, характерне для феромагнітних матеріалів.
Якщо на намагнічений зразок феромагнітного тіла впливати зовнішньої механічної силою, то тіло деформується, домени змінять свою орієнтацію і індукція в матеріалі змінюється. Явище має пружний характер. Якщо силу зняти, то індукція прийме колишнє значення. Оскільки абсолютна магнітна проникність речовини
то при заданій напруженості поля Н зміна індукції В еквівалентно зміни магнітної проникності.
Зміна індукції або магнітної проникності в феромагнітних тілах при дії на них сили називається Магнітопружний ефектом.
Розглянуте явище використовується для перетворення механічної сили в електричну величину.
Один з можливих типів Магнітопружний перетворювача представлений на рис.2.4 Він являє собою феромагнітний сердечник з намотаною на ньому котушкою. При дії сили F в матеріалі сердечника виникає механічне напруження s, змінюється mr, отже, і магнітне опір сердечника R м, а також індуктивність котушки L. Формула перетворень має вигляд
Малюнок 2.4 - Магнітопружний перетворювач
2.5 Ємнісні перетворювачі
Ємнісні перетворювачі складаються з двох або декількох пластин, розташованих певним чином одна відносно іншої, причому зазор між ними заповнений діелектриком, зазвичай повітрям. Вимірювальний хід пружного елемента змінює їх розташування і тим самим змінює ємність перетворювача. Для використання в датчиках найчастіше застосовуються системи із змінною довжиною зазору, а з них - несиметричні - головним чином в генераторних схемах для частотних методів вимірювання. Ємнісні перетворювачі мають відносно малі розміри і характеризуються пренебрежимо малими силами тертя і протидії. Тому вони придатні для створення датчиків для всіх необхідних номінальних сил.
Рисунок 2.5 - Ємнісний перетворювач
Змінним електричним параметром ємнісного перетворився є ємність конденсатора.
де e - відносна діелектрична проникність середовища між пластинами конденсатора; S - площа пластин, см 2; d - повітряний зазор між пластинами, див.
При зсуві пластини конденсатора на деяку, величину х
.
