Индуктивные датчики.

Основаны на изменении индуктивного сопротив­ления электромагнитного дросселя при перемещении одной из подвижных деталей его, обычно якоря. Они широко применяются для измерения малых угловых и линейных механических перемещений, деформаций, контроля размеров деталей, а также для управления следящими устройствами.

Индуктивный датчик представляет собой электромагнитный дроссель с переменным воздyшным зазором δ, обмотка которого включена после­довательно с сопротивлением нагрузки Z_Н (рис.14). Магнитопровод и якорь обычно выполняют из магнитно-мягкого материала. При изменении воздушного зазора δ (входная величина) меняются индуктивность обмотки дросселя, а также сопротивление его обмотки.

Для индуктивного датчика величина сопротивления:

Х_L=2×π×f×L,

где π=3.14, f- частота электрического тока.

L- индуктивность датчика,

где w – число витков обмотки дросселя, Sδ - площадь сечения воздушного зазора, δ - величина воздушного зазора, µ - магнитная проницаемость сердечника.

Напряжение, снимаемое с датчика Uн=Iн×Zн, где

Ток нагрузки ,где

Zдр - полное сопротивление обмотки дросселя,

Zн - сопротивление активно-индуктивной нагрузки.

Следует отметить, что при уменьшении величины зазора δ индуктив­ность обмотки дросселя L_др увеличивается, а это в свою очередь приводит к уменьшению тока нагрузки.

К достоинствам нереверсивного индуктивного датчика следует отне­сти высокую чувствительность, надежность и долговечность, отсутствие контактных устройств, значительную величину выходной мощности (до сотен вольт-ампер), простоту конструкции и эксплуатации.

Рассмотренные датчики применяют для входных перемещений от 0,001 до 1 мм.

магнитопровод

Uпит

обмотка

δ

якорь

Рис.14. Индуктивный датчик

Zн

Uн

Основными недостатками датчика являются наличие напряжения на выходе при нулевом воздушном зазоре, нелинейность реальной стати­ческой характеристики; возникновение больших усилий между якорем и сердечником дросселя (до нескольких килограммов), которые необходимо преодолевать. От перечисленных недостатков в значительной степени свободны реверсивные датчики, которые имеют чувствительность в 2 раза большую, чем нереверсивные датчики.