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>