Датчики линейных перемещений
Неэлектрические величины, подлежащие измерению и контролю, весьма многочисленны и разнообразны. Значительную их часть составляют линейные и угловые перемещения. На основе конденсатора, у которого электрическое поле в рабочем зазоре равномерно, могут быть созданы конструкции емкостных датчиков перемещения двух основных типов:
- с переменной площадью электродов;
- с переменным зазором между электродами.
Достаточно очевидно, что первые более удобны для измерения больших перемещений (единицы, десятки и сотни миллиметров), а вторые – для измерения малых и сверхмалых перемещений (доли миллиметра, микрометры и менее).
В простейшем случае в основе емкостного датчика линейных перемещений может быть использован одиночный конденсатор. Емкости датчиков в соответствии с рисунком 2.1 определяются выражениями:
; ;
и изменяются при перемещении на величину подвижной части конденсатора 1 относительно неподвижной 2.
а) | б) | в) |
Рисунок 2.1 - Принципиальные схемы одноемкостных датчиков линейных перемещений
Упрощенные конструктивные схемы в соответствии с рисунком 2.2 охватывают все многообразие дифференциальных емкостных датчиков с однородным электрическим полем.
а) | б) | |||
в) | ||||
Рисунок 2.2 - Принципиальные схемы дифференциальных емкостных датчиков линейных перемещений
Зависимости емкости от перемещения для приведенных схем:
, ; , ; , ,
где – величина перемещения подвижного электрода 1 относительно неподвижных 2 и 3.
Наряду с дифференциальными конструкциями для измерения линейных перемещений используют полудифференциальные. Емкости полудифференциальных датчиков в соответствии с рисунком 2.3 определяются выражениями:
, ; , .
а) | б) |
Рисунок 2.3 - Принципиальные схемы полудифференциальных емкостных датчиков линейных перемещений
Иногда для датчиков перемещения используются конденсаторы с подвижным диэлектриком, который изменяет диэлектрическую проницаемость среды между обкладками конденсатора в соответствии с рисунком 2.4.
Рисунок 2.4 - Принципиаль0ная схема емкостного датчика линейных перемещений с подвижным диэлектриком
Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 1511;