Реостатные и потенциометрические датчики.
Реостатные и потенциометрические датчики служат для преобразования углового или линейного перемещения в электрический сигнал.
Рис. 12. Реостатный датчик. 1 - пружина (электропроводная); 2 - перемещающийся контакт; 3 - обмотка на каркасе; 4, 5, 7 - выводы обмотки; 6 - ось |
Реостатный датчик(рис. 12) представляет собой реостат с перемещающимся контактом. Подвижный контакт жёстко укреплён на оси, которая связана с положением механизма. Величина активного сопротивления реостата пропорциональна величине угла поворота подвижного контакта реостата α. В результате при изменении положения механизма изменяется активное сопротивление датчика.
В технике чаще применяется потенциометрический датчик, который представляет собой реостат, включенный по схеме делителя напряжения (рис. 13).
Выходное напряжение потенциометрического датчика в режиме холостого хода, когда нагрузка не подключена, определяется по следующей формуле (рис. 13):
где Uвх - напряжение питания датчика;
Uвых – напряжение на выходе датчика;
R -полное сопротивление датчика;
Rx – сопротивление, введённой части датчика.
а |
Uвх |
R |
Uвых |
Rx |
Рис. 13. Потенциометрический датчик. а – схема включения, б – статическая характеристика. |
Каркас датчиков изготовляется из текстолита, стеклотекстолита, пластмассы и алюминиевых сплавов, покрытых изоляционным лаком или оксидной пленкой.
Каркасы, изготовленные из алюминиевых сплавов, более теплоустойчивы по сравнению с другими каркасами, что дает возможность повысить плотность тока в обмотке и в конечном итоге повысить чувствительность преобразователя. Каркасы могут выполняться в виде цилиндрической или плоской пластины, а также в виде кольца и сегмента. Проволока, которая наматывается на каркас, должна иметь большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивления. Для обмоток реостатных и потенциометрических датчиков применяется константановая, манганиновая, нихромовая проволока. Для датчиков с малым контактным давлением применяется проволока из сплавов серебра, платины и золота.
Характеристика реостатных и потенциометрических датчиков является ступенчатой, так как непрерывному изменению контролируемого или регулируемого параметра соответствует ступенчатое (дискретное) изменение сопротивления, равное значению сопротивления одного витка.
Это обстоятельство приводит к погрешности измерения, которую можно уменьшить за счет уменьшения диаметра проволоки. Обычно применяется проволока небольшого диаметра (до сотых долей миллиметра). При создании датчиков стремятся к тому, чтобы было как можно больше витков датчика на единицу контролируемого или регулируемого параметра, что приводит к уменьшению ступенчатости характеристики и уменьшению погрешности измерения (как правило, не менее 100...200 витков). Контактирующую с обмоткой часть ползунка часто изготавливают из серебра или сплава платины с серебром. Вместо ползунка в датчике может применяться щетка, которая состоит из нескольких проволочек, соединенных параллельно.
Дата добавления: 2020-11-18; просмотров: 557;