Acești senzori sunt utilizați în automatizare pentru transformarea deplasării într-o tensiune electrică și reostate reprezintă un cursor inclus într-un model care corespunde metodei potențiometrică de măsurare. In Electroautomatics utilizat Irreversible (fig. 1.2) și invers (figura 1.3) ale potențiometrelor circuitului.
Figura 1.2. rândul său, pe circuitul Ireversibil
Tranzitorii în schema va avea loc numai la o capacitate de încărcare semnificativă sau inductanță.
Fig. 1.3. Inversarea circuit al potențiometrului
Fig. 1.3 arată circuitul de mers înapoi, cu un al doilea contact (continuu), cu spirele potențiometrului. Acest sistem oferă o malozavisyaschuyu caracteristică statică liniară a sarcinii, și permite o eficiență mai mare Avantajele unui astfel de proces este o simplitate structurală, de dimensiuni mici și greutatea senzorului, precum și capacitatea de a furniza circuitului ca un curent constant sau variabil. Dacă puterea de curent alternativ este proporțională cu magnitudinea de mișcare a plicului Uout. și schimbarea în mișcare a semnului, adică o deviație semn poziția cursorului în raport cu poziția sa zero este însoțită de o schimbare de fază de 180 Uout # 730; (Fig. 3.1).
Construim statică caracteristică Uout = f (xvh) pentru un circuit dat. Noi credem că potentiometru este liniară, adică, colaci sale sunt de lungime egală. Când xvh = (xvh) max = L / 2 și cu condiția Rj >> obține r0
Această relație este o linie dreaptă trasată de la origine la un unghi # 946; = Arctg (U / L).
Această expresie pentru caracteristica statică dă rezultate precise chiar și la RH> (8 ... 10) r0.
În funcționarea senzorilor este posibilă încălzirea suprafețelor lor de contact. Este de dorit ca temperatura să nu depășească 200 # 730; C, deoarece oxidarea intensă începe materiale structurale la temperaturi ridicate.
Senzorii este de dorit să se utilizeze sârmă cu diametru mai mic. Acest lucru este necesar atât pentru a reduce „zgomotul“, în ACS, și pentru a reduce dimensiunea senzorului.
Acești senzori sunt parametri traductoare de tip. Principiul lor de funcționare se bazează pe modificarea capacitate atunci când este expusă la o valoare de intrare. Parametrii de bază și caracteristicile senzori capacitivi sunt:
- C0 capacitate inițială;
- reactanță xc = 1 / # 969; C și rezistența activă Rc;
- pierderi dielectrice tangenta tg # 948 ;;
- constanta de timp T = Rc # 8729; C0;
- schimbarea maximă în capacitate, sensibilitate, caracteristicile statice și dinamice.
Pentru condensatoarele plate valoarea capacitance depinde de zona (S) electrod, distanța dintre ele (d) și constanta dielectrică a mediului (# 949;). Senzorii capacitivi sunt disponibile în trei tipuri de caracteristici statice prezentate în Fig. 1.4:
# 8710; C = # 966; (S), # 8710; C = # 966; (d) și # 8710; C = # 966; (# 949;). (1.3)
Astfel de senzori sunt utilizați pentru a converti deplasări liniare și unghiulare.
Fig. 1.4. Senzori cu suprafața electrodului variabil
Pentru un condensator paralel placă (figura 1.4-ului).
# 8710; C = # 949; # 8729; b # 8729; # 8710; l / d, (1,4)
unde b - lățimea electrodului.
Pentru un condensator cilindric (Figura 1.4b.):
Senzori rotative de tip Capacitate (Fig. 1.4 in) depinde liniar de unghiul de rotație # 966;:
C = # 949; # 903; S (1 - # 966; / Π) / d. (1.6)
Senzori capacitivi cu decalaj variabil (d) (Fig. 1.5), în general, au o caracteristică statică C neliniară = # 966; (# 8710; d).
Fig. 1.5. Senzorul cu schimbarea distanței dintre electrozi
Cu mici mișcări (# 8710; d < C = # 949; # 903; S # 903; # 8710; d / d². (1.7) o caracteristică statică este liniară. Senzori de acest tip au o sensibilitate ridicată și sunt utilizate pentru a monitoriza deplasări foarte mici (până la 1 mm cu 0). Senzorii cu electrozi din zona de schimbare sunt utilizați pentru măsurarea deplasărilor mai mari de 1 mm. senzori capacitivi cu diferite permitivitate (fig. 1.6, și b) utilizate pentru a controla nivelul de compoziție lichidă și de concentrare, precum și conținutul de grosime și umiditate dielectricilor solizi. Fig. 1.6. Senzori cu diferite dielectric constant Un senzor pentru măsurarea nivelului fluidului (. Figura 1.6 a) este un condensator complex a cărui capacitate egală cu capacitatea de 2 condensatoare conectate în paralel totală: Capacitatea acestui condensator depinde liniar de h2. în mărime și care controlează nivelul lichidului. Condensator 2 - strat dielectric (. Figura 1.6, b) reprezintă două condensator conectat în serie, capacitatea echivalentă care: toleranță mare capacitate verificat destul de simplu. Pentru a măsura senzori capacitivi mici includ deviațiile în rezonanță, pod, etc. schemă. Pentru a mări sensibilitatea senzorului capacitiv folosind surse de alimentare de (peste 400 Hz) de înaltă frecvență. Unul dintre circuitele de comutare a senzorilor capacitivi (traductoare capacitive diferențiale) este capacitivă - lanț de diode (Figura 1.7.).
Fig. 1.7. Capacitivi - Circuit diode
Când polaritatea pozitivă U condensatorul C1 este încărcat C3 și VD1. iar dacă negativ - este descărcat prin C4 și VD2. Condensatoarele C3 și C4 au aceeași capacitate și VD1 diode și VD2 - egală cu rezistența directă. Dacă toate diode au o rezistență directă identică apoi la C1 = C2 tensiune între punctele c și d este absent. Dacă C1 ≠ C2. între punctele c și d va fi o tensiune alternativă proporțională cu C1 diferența - C2. Această tensiune este rectificată în decurs de o jumătate de ciclu VD1 diode și VD3. iar în al doilea - VD2 diode și VD4. Tensiunea de ieșire este preluată din diode VD3 și VD4. Medie tensiune rectificat Vout determinat de diferența C1 - C2, și este aproximativ egal cu:
Un avantaj de senzori capacitivi sunt simplitatea de proiectare, sensibilitate ridicată, răspuns rapid, de dimensiuni mici și greutate.
Principiul de funcționare al acestor senzori se bazează pe variația inductanței bobinei cu un miez magnetic sub influența diferiților factori. Senzorii sunt utilizate în conversia deplasărilor liniare și unghiulare, sub controlul schimbării presiunii, lichidele și costurile de gaze. Inductanța L a bobinei cu un miez magnetic în prezența unui decalaj de aer # 948; este egal cu:
unde w - numărul bobinei se transformă;
LM - lungimea medie a miezului de fier;
# 948; - lungimea fantei de aer;
SM - aria secțiunii transversale a miezului de fier;
S # 948; - aria secțiunii transversale a fantei de aer;
Conform acestui raport senzori inductivi pot fi construite pe utilizarea modificărilor valorilor spațiului liber și zona sau permeabilitatea magnetică (senzori magnetoelastic).
Cel mai simplu senzor inductiv de deplasare liniară cu întrefier variabil # 948; este prezentată în Fig. 1.8.
Fig. 1.8. Un senzor cu un decalaj de aer variabil
Acest senzor se modifică distanța de aer # 948; Aceasta conduce la o schimbare în inductor L. Rezistența magnetică a circuitului este determinată de rezistoare Rm.st. două R # 948; autorizările. și anume Rm = Rm.st. + R # 948;. unde
Rm.st. = LM / # 956; SM - reluctanța circuitului magnetic;
R # 948; = 2 # 948; / # 956; 0 S # 948; - reticența întrefierului.
și anume inductanța bobinei este invers proporțională cu magnitudinea diferenței de aer. Dacă luăm Rk și Xk = # 969; # 903; L - reactanța activă și inductivă a bobinei, și Rj și xh - impedanță de sarcină activă și inductiv.
De obicei, >> HC Rk. și rezistența de sarcină este mică în comparație cu rezistența bobinei, în cazul în care tensiunea la ieșirea senzorului:
În cazul în care ipotezele făcute caracteristică statică a Vout = # 966, (# 948) este un senzor inductiv liniar. deviație # 958; Caracteristicile de liniaritate sunt posibile mici # 948; (Rezistență la impact Rm.st.) și mare # 948; (Creșterea fluxurilor de împrăștiere).
Senzorii inductivi cu valoare întrefier variabil utilizate pentru măsurarea deplasărilor de ordinul 0 ... 1 mm, pentru deplasări de măsurare 5. 8 mm senzori inductivi utilizați cu suprafață variabilă, și pentru măsurarea deplasărilor de până la 50 mm - pluzhernogo tip senzori inductivi. Toți acești senzori sunt slabochuvstvitelnymi cu mișcări mici și un singur ciclu, și anume care nu răspunde la schimbări în semnul de intrare.
Aceste neajunsuri nu au timpi senzori (reversibil) inductive incluse în mod normal în diferențial sau punte de circuit (Fig. 1.9).
Fig. 1.9. Push-pull senzor inductiv
Illustrated Senzorul diferential inductiv (BIT) la poziția medie a armăturii (# 948; = # 948; „“) prevede aceleași bobinelor de inducție, care oferă egalitatea de curent în bobinele (I1 = I2) și dispariția tensiunii de ieșire:
Mutarea armătura în oricare dintre părți modifică în consecință, bobina de inductanță conduce la inegalitatea de curent în bobinele și apariția tensiunii de ieșire.
- senzori diferentiala transformator sunt utilizate pentru măsurarea deplasărilor mici. Senzori inductivi sunt elemente de automatizare inertialess, cu condiția ca frecvența semnalului de intrare este schimbat de multe ori mai lent decât frecvența sursei de alimentare.