Частотные датчики для измерения неэлектрических величин на основе LC-генераторов

Практические значения девиации частоты датчиков с LC-генераторами лежат обычно в диапазоне 5—20%. Иногда строят датчики и с отличными от этих значений девиациями частоты, что вызывается спецификой примененных преобразователей.

Примеры частотных датчиков на основе LC-генераторов. На (рис.2.4) показана конструкция дифференциального индуктивного первичного преобразователя и принципиальная схема датчика, предназначенного для измерения перемещений в пределах 0—400 мкм катушки индуктивности L1 и L2 контуров генераторов Г1 и Г2 размещены в разных половинах броневого оксиферового сердечника типа СБ-30. Измерительная цепь датчика содержит смеситель См, фильтр Ф и выходной усилительный каскад ВК. При изменении измеряемого перемещения от 0 до 200 мкм разность частот генераторов, являющаяся выходной частотой датчика, изменяется от 300 до 900 Гц. Начальные частоты генераторов составляют примерно10 кГц. Меняя начальный зазор в магнитопроводе датчика, можно получать значения чувствительности в пределах от 0,5 до 6 Гц/мкм. На (рис.2.5) представлен эскиз конструкции емкостного первичного преобразователя и принципиальная схема частотного датчика для измерения давления.

Конструкция индуктивного первичного преобразователя (а) и принципиальная схема (б) частотного датчика для измерения перемещений

Рис.2.4

Конструкция емкостного первичного преобразователя (а) и принципиальная схема частотного датчика давления (б)

Рис.2.5

Первичный преобразователь представляет собой фигурный стальной стакан 1, ввинчиваемый в резервуар, в котором контролируется давление. Дно стакана выполняется в виде стальной мембраны, толщина которой зависит от диапазона измеряемых давлений. На расстоянии 0,2 — 0,3мм от мембраны внутри стакана устанавливается цилиндрическая металлическая пластинка 3, укрепленная на изоляционной втулке 2, притертой к внутренней поверхности стакана. На пластинку наклеивается тонкий листок слюды 4. Особенностью схемы этого датчика является присоединение емкостного преобразователя С1 к LC-контуру через согласующий (понижающий) трансформатор L1 — L2, что уменьшает влияние емкости соединительного кабеля на частоту генератора.

Применением этого трансформатора можно достичь того, что изменение емкости кабеля будет сказываться на частоте генератора в 20—30 раз меньше, чем изменение на такую же величину емкости датчика. Уменьшение влияния емкости кабеля возможно и при присоединении к контуру емкостного преобразователя при помощи автотрансформатора.

На (рис.2.6) показана конструкция, и принципиальная схема одного канала двухканального дифференциального силоизмерительного датчика с индуктивным преобразователем. Измеряемое усилие (5 кН) деформирует овальный упругий элемент, что приводит к изменению зазоров в магнитопроводах четырех катушек индуктивности на величину 160 мкм, причем в двух катушках индуктивности зазор уменьшается, а в двух других — увеличивается. Принципиальная схема каждого из двух каналов датчика включает в себя два генератора, смеситель и выходной усилитель. Наличие двух независимых каналов увеличивает надежность работы измерительной системы. Начальные частоты генераторов лежат в диапазоне от 400 до 500 кГц. Выходная частота каждого канала при ненагруженном датчике может иметь одно из значений в диапазоне от 5 до 20 кГц и увеличивается ровно на 50 кГц при приложении к датчику номинального усилия.

На (рис.2.7) изображена схема генератора, использованного при построении частотного микрометра. Последовательный резонансный контур в этом генераторе позволяет уменьшить влияние емкости провода, соединяющего контур с остальными элементами генератора.

Конструкция индуктивного первичного преобразователя (а) и принципиальная схема (б) частотного силоизмерительного датчика

Генератор частотного микрометра с последовательным LC-контуром.

Рис.2.7

Информация по теме:

Расчёт производственной программы технического обслуживания и текущего ремонта подвижного состава
Производственная программа по техническому обслуживанию и текущему ремонту служит основанием для планирования потребностей мощности ремонтно-обслуживающего производства. Потребность подвижного состава в ТО и ТР зависит от многих причин и определяется «Положением о техническом обслуживании и ремонте ...

Устранение несоконусности лопастей несущего винта
Устранение несоконусности лопастей несущего винта при вращении выполняют в том случае, когда не все лопасти описывают одинаковый конус после установки одинаковых установочных углов в процессе предварительной регулировки корпусов осевых шарниров (см. приложение 5). Соконусным называется такое движен ...

Вычисление потенциальной энергии деформации ограждения и автомобиля
Обоснование расчётной схемы при деформации в собственной плоскости Сила взаимодействия АТС с дорожно-боковым ограждением в начале активной фазы удара может быть представлена векторной суммой: с поперечной составляющей и продольной составляющей , где – угол наезда. Предварительно рассмотрим деформац ...