Индуктивные датчики с подвижным сердечником КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.Н.ТУПОЛЕВА - КАИ Кафедра автоматики и управления Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине "Элементы и устройства систем автоматического управления" на тему Выполнил студент группы 3334_________________ Брагин Е.А. (подпись) (Фамилия И.О.) Руководитель _________________ Маханько А.А. (должность, подпись) (Фамилия И.О.) Оценка _____________ ___________ Маханько А.А. (подпись) (Фамилия И.О.) Казань, 2012 Оглавление Введение…………………………………………………………………………..3 1. Краткий обзор датчика…………………………………………………….4 1.1 Емкостные датчики с подвижными обкладками……………………..4 1.2 Индуктивные датчики с подвижными обкладками…………………4 1.3 Инкрементальные цифровые датчики………………………………...5 1.4 Абсолютные цифровые датчики………………………………………6 1.5 Оптоэлектрические преобразователи…………………………………7 1.6 Потенциометрические датчики……………………………………....10 2. Обоснование и выбор проектируемого устройства…………………….15 3. Расчет и выбор элементов………………………………………………..20 4. Описание конструкции…………………………………………………...22 5. Расчет и анализ характеристик…………………………………………..23 6. Заключение………………………………………………………………..24 7. Список использованной литературы…………………………………….25 Введение Научно-технический прогресс, который последние 10-15 лет идет особенно интенсивно, привел к существенным изменениям во многих областях науки и техники. Эти изменения проявляются не только в существенном количественном росте мощности, производительности, широты применения технических средств во различных сферах научной и производственной деятельности, но и носят очевидный качественный характер, что, в свою очередь, вызывает необходимость новой оценки исторически сложившихся методов создания этих средств и некоторой переоценки ценностей в сфере моделирующих их теоретических представлений. Особую актуальность проблемы создания датчиков приобретают в связи с широким размахом научных исследований (в энергетике, машиностроении, космонавтике) и растущими потребностями материального производства, внедрением автоматизированных систем управления в различных отраслях техники. Краткий обзор датчиков Мкостные датчики с подвижными обкладками Ёмкостные датчики представляют собой плоский или цилиндрический конденсатор, одна из обкладок которого испытывает подвергаемое контролю перемещение, вызывая изменение ёмкости. Они замечательны своей простотой, что позволяет создавать прочные и надежные конструкции. Диэлектриком обычно служит воздух, так что параметры конденсатора зависят только от геометрических характеристик и не зависят от свойств используемых материалов. Если материалы правильно подобраны, то можно сделать пренебрежимо малым влияние температуры на изменения площади поверхности и расстояния между обкладками. С другой стороны, необходимо защищать датчик от тех факторов окружающей среды, которые могут ухудшить изоляцию между обкладками от пыли, влажности, коррозии, ионизирующей радиации. Индуктивные датчики с подвижным сердечником Принцип действия индуктивных датчиков основан на том, что в перемещение, которое предполагается измерить, вовлекается один из элементов магнитного контура, который вызывает тем самым изменение потока через измерительную обмотку и соответствующий электрический сигнал. Если подвижным элементом является ферромагнитный сердечник, то его перемещение проявляется: в изменении коэффициента самоиндукции катушки (переменная индуктивность); в изменении коэффициента связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора (дифференциальный трансформатор), что приводит к изменению вторичного напряжения. В трансформаторе с переменной связью одна обмотка может вращаться относительно другой, закрепленной (одна из них играет роль источника, а другая — приёмника). Первичная обмотка образует индуктор, а вторичная обмотка с наведённым током даёт напряжение в функции угла вращения (индуктивный потенциометр). Индуктивные датчики подключаются в цепь, питаемую источником синусоидального напряжения с частотой нескольких кГц и могут измерять непосредственно линейное или угловое перемещение. Датчики этого типа, с одной стороны, чувствительны к внешним электромагнитным полям, а с другой — способны сами их индуцировать. Поэтому необходимо их экранировать. Индуктивные датчики довольно дороги и сложны в обработке снимаемых сигналов, требуют запитки стабильным синусоидальным напряжением, но зато практически не зависят от атмосферных условий, пригодны к использованию в условиях чрезвычайно агрессивной среды, имеют высокое время наработки на отказ, дают очень высокую точность и линейность. |