Тема: составление и анализ дифференциальных схем включения индуктивных и емкостных датчиков.

Цель работы: составить и проанализировать дифференциальную схему включения индуктивных и емкостных датчиков.

 

Общие положения:

Дифференциальные (реверсивные) индуктивные датчики (ДИД)

ДИД представляет собой совокупность двух нереверсивных датчиков и выполняются в виде системы, состоящей из двух магнитопроводов с общим якорем и двумя катушками. Для ДИД необходимы два раздельных источника питания, для чего обычно используется разделительный трансформатор 5.

По форме магнитопровода могут быть ДИД с магнитопроводом Ш- образной формы, набранные из мостов электротехнической стали (при частотах выше 1000Гц применяются железо- никелевые сплавы- пермолой), и цилиндрические- со сплошным магнитопроводом круглого сечения. Выбор формы датчика зависит от конструктивного сочетания его с контролируемым устройством. Применение Ш- образного магнитопровода обусловлено удобством сборки катушки и уменьшением габаритов датчика.

Для питания ДИД используют трансформатор 5 с выводом средней точки на вторичной обмотке. Между ним и общим концом обеих катушек включается прибор 4. Воздушный зазор 0,2-0,5 мм.

При среднем положении якоря, когда воздушные зазоры с обеих? одинаковы, индуктивные сопротивления катушек 3 и 3¢ одинаковы следовательно величины токов в катушках равныI₁=I₂ и результирующий ток в приборе равен 0.

 

При небольшом отклонении якоря в ту или иную сторону под действием контролируемой величены Х меняются величины зазоров и индуктивностей, прибор регистрирует разностный токI₁-I₂,он является функцией смещения якоря от среднего положения. Разность токов обычно регистрируется с помощью магнитоэлектрического прибора 4 (микроамперметра) с выпрямительной схемой В на входе.

Характеристика датчика имеет вид:

Полярность выходного тока остается неизменной независимо от знака изменения полного сопротивления катушек(для схемы Рис.1). При изменении направления отклонения якоря от среднего положения меняется на противоположную (на 180°) фаза тока на выходе датчика. При использовании фазочувствительных выпрямительных схем можно получить индикацию направления перемещения якоря от среднего положения.

Характеристика ДИД с ФЧВ имеет вид:

 

Дифференциальные емкостные преобразователи включаются преимущественно в мостовые измерительные цепи. параллельны обмоткам и потому не влияют. Двойной экран – схема эквипотенциальной защиты. Наружный экран – Земля. Внутренний экран – к выходу повторителя напряжения. Ток с центральной жилы на внутренний экран отсутствует, т.к. равны напряжения между точками ‘а’ и ‘б’ относительно Земли.

Схема 1.

Ток эквивалентен внутренним и внешним экраном равен 0, т.к. эти точки нагружают низкоомный выход повторителя напряжения.

Необходимость в двух экранах отпадает при подсоединении выхода моста к инвертирующему входу ОУ, т.к. потенциал на этом входе стремится к 0, то ток между проводом, подсоединенный к этому входу, и окружающим ею экраном стремится к 0.

Тогда

Схема 2.

 

Схемы 1),2) пригодны тогда, когда пластины датчиков изолированы от корпуса. Если этого сделать нельзя и одна из пластин сидит на “Земле”(не в корпусе), то тогда провода ‘а’ и ‘б’ можно не экранировать

 

 

Порядок работы:

1. Ознакомиться с руководством по выполнению практической работы,

получить задание у преподавателя.

2. Изучить материалы методических указаний и литературы.

3. Подготовить отчет.

Отчет по работе должен содержать:

1. Тему и цель работы.

2. Выполненное задание

Рекомендуемая литература:

Основная литература:

1. Афонин, А. М. Теоретические основы разработки и моделирования систем автоматизации: Учебное пособие для сред. проф. образования / А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, А.М. Петрова и др. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2014. - 192 с.

2. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие для высш. учеб. заведений.- 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2015. - 224 с.

Дополнительная литература:

1. Шишмарев В.Ю. Автоматика: Учебник для сред. проф. образования.- М.: Автоматика, 2005.- 288 с.

Практическая работа №11