Конструирование устройства для измерения углового перемещения

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

·ование в неблагоприятных условиях внешней среды. Например, они продолжают стабильно работать при условии изменения температуры внешней среды, различных динамических нагрузок по давлению, а также при соприкосновении с горючими и негорючими смесями (масла, нефтепродукты, другие жидкости).

, пара и т.п.">Высокие технологические свойства датчиков, а также их технические характеристики обеспечивают их широкое применение в самых разных областях человеческой деятельности. Так, бытовые датчики давления используются в медицине (для измерения артериального давления), а другие датчики применяются на металлургических и машиностроительных производствах, в нефтеперерабатывающей промышленности, в химии и фармацевтике. Зачастую датчики давления используются вместе с реле давления для вентиляции , пара и т.п.

 

1.4.5 Измерительные схемы индуктивных датчиков

К числу контролируемых электрических параметров схемы замещения индуктивного измерительного преобразователя относятся: индуктивность и пределы ее изменения (); взаимная индуктивность (М); полная электрическая добротность преобразователя в определенном диапазоне частот (Q); собственная емкость преобразователя (С); активное сопротивление обмотки преобразователя (R).

Кроме перечисленных основных параметров, иногда возникает необходимость определения некоторых дополнительных параметров, например таких, как мощность полных потерь, частота собственного резонанса (), электрическая прочность и сопротивление изоляции обмотки.

Величину L определяют в зависимости от режима работы преобразователя одним из следующих методов - мостовым методом, резонансным методом и методом резонансной схемы замещения.

В настоящее время данные методы получили наибольшее распространение в лабораторной и производственной практике. Благодаря относительной простоте этих методов, высокой точности измерения и возможности дополнительно измерять значение активного сопротивления преобразователя разработан ряд типовых четырехплечих мостовых схем, среди которых следует выделить мостовые схемы Максвелла - Вина (рисунок 1 а), Оуэна (рисунок 1 б), Хея (рисунок 1 в), и схему шестиплечевого моста Андерсона-Быкова (рисунок 1 г).

датчик давление измерительный преобразователь

а) б)

в) г)

Условные обозначения:

а - Максвелла - Вина;

б - Оуэна;

в - Хея;

г - Андерсона-Быкова.

Рисунок 1 - Разновидности схем измерительных мостов

 

тате наложения изменений в двух и более независимых параллельных ветвях элементами сопротивления, находящимися в квадратуре по отношению друг к другу.

В зависимости от вида мостовой схемы эти элементы могут иметь разнотипный характер. Каждая из этих схем обеспечивает определенный уровень относительной чувствительности преобразователя к изменению его параметров.

Одним из основных параметров мостовой схемы является угол сходимости, представляющий собой угол между векторами напряжений в регулируемых ветвях схемы. Для мостов с хорошей сходимостью (большой угол сходимости) уравновешивание моста достигается путем небольшого числа последовательных регулировок и заканчивается довольно быстро.

Определенный интерес представляют поиски путей расширения частотного диапазона мостовых схем. Диапазон рабочих частот для большинства из известных к настоящему времени схем ограничен областью звуковых частот. Попытки расширить диапазон в сторону высоких частот наталкиваются на трудно преодолимое препятствие - повышение роли токов утечки. Это явление обусловливает значительное снижение точности измерений. Одним из основных способов подавления таких помех является применение вспомогательных цепей с регулируемыми параметрами.

В основу резонансных методов измерения параметров измерительного преобразователя положено использование приближенной формулы Томсона. Например, для определения индуктивности катушки индуктивного преобразователя используют зависимость вида:

 

. (3)

 

Несмотря на простоту этого метода, он не свободен от ряда существенных недостатков. Один из них - приближенная исходная формула, которую можно считать справедливой для измерительных преобразователей с высокой добротностью (более 25 - 30).

Метод замещения можно рассматривать как модификацию рассмотренного выше резонансного метода измерения. При реализации данного метода первоначально колебательный контур, состоящий из переменной емкости и эталонной индуктивности, настраивается в резонанс путем подстройки значения емкости. Затем производится переключение схемы на измеряемую индуктивность и по величине напряжения на вторичной обмотке трансформатора определяется значение индуктивности.

Метод резонансной схемы замещения характеризуется высокой степенью универсальности (позволяет производить измерения в широком диапазоне частот и амплитуд сигналов).

В зависимости от характера измеряемой физической величины и условий эксплуатации устройства производится выбор соответствующего типа измерительной схемы датчика.

 

1.4.6 Измерительные схемы емкостных преобразователей

Емкости большинства преобразователей составляют 10-100 пФ, и поэтому даже при относительно высоких частотах напряжения питания (105 - 107 Гц) их выходные сопротивления велики и равны Ом. Выходные мощности емкостных преобразователей малы и в измерительных цепях необх?/p>