Назначение
Индуктивный датчик предназначен для контроля перемещения рабочего органа без непосредственного контакта с ним. Основной сферой применения для него является станочное оборудование, точные медицинские приборы, системы автоматизации технологических процессов, измерения и контроля формы изделия. В соответствии с положениями п.2.1.1.1 ГОСТ Р 50030.5.2-99 это датчик, который создает электромагнитное поле в области чувствительности и обладает полупроводниковым коммутатором.
Сфера применения индуктивных датчиков во многом определяется их высокой надежностью и устойчивостью к воздействию внешних факторов. На их показания и работу не влияют многие факторы окружающей среды: влага, оседание конденсата, скопление пыли и грязи, попадание твердых частиц. Такие особенности обеспечиваются их устройством и конструктивными данными.
Устройство
Развитие сегмента радиоэлектроники привело не только к совершенствованию первоначальных механизмов, но и к возникновению принципиально новых индуктивных датчиков. В качестве примера рассмотрим один из простейших вариантов (рисунок 1):
Рис. 1. Устройство индуктивного датчика
Как видите на рисунке, в его состав входят:
- магнитопровод или ярмо (1) – предназначен для передачи электромагнитного поля от генератора в зону чувствительности;
- катушка индуктивности (2) – создает переменное электромагнитное поле при протекании электрического тока по виткам;
- объект измерения (3) – металлический якорь, вводимый или перемещаемый в области чувствительности, неметаллические предметы не способные влиять на состояние электромагнитного поля, поэтому они не используются в качестве детектора;
- зазор между объектом измерения и основным магнитопроводом (4) – обеспечивает меру взаимодействия в качестве магнитного диэлектрика, в зависимости от модели датчика и способа перемещения может оставаться неизменным или колебаться в заданном диапазоне;
- генератор (5) — предназначен для генерации электрического напряжения заданной частоты, которое будет создавать переменное магнитное поле в заданной области.
Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме
РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >
| Теги статьи: | Добавить тег |
Индукционный измеритель перемещения — датчик давления
Автор: Dutchman Опубликовано 19.09.2018 Создано при помощи КотоРед. Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2021!»
Кот, буду краток…
13 лет для кота, это что 40 для мужчины! Поэтому ты воздержись, а мы за тебя пригубим!!!!
Желаю еще столько же, и хвоста трубой!!!! С днюхой!!!!
… разработка появилась спонтанно и является конструкцией выходного дня (или двух). Взяться за создание этого устройства меня заставило следующее. Как-то во время проведения зловещих экспериментов в области производства валерьянки мне понадобился датчик давления, что-то типа МРХ***. Обзвон имеющихся в городе магазинов не дал результатов, сроки поставки под заказ ставились в районе месяца, ждать посылку с Али нужно было еще дольше. А во времени я был весьма ограничен – все зависело от настроения дрожжей, в этот момент шустро разбиравших простые и сложные сахара на запчасти. Тогда я вспомнил о статье Н. Панова и А. Вишницкого «Индуктивный измеритель перемещения», опубликованной в журнале Радио №9 за 1988г. и решил повторить с некоторыми доработками. Доработки коснулись источника питания, и был добавлен инструментальный усилитель для преобразования дифференциального сигнала в напряжение. В результате получилась следующая схема. Часть схемы слева от микроамперметра Р1 полностью повторяет рабочую часть схемы авторов статьи с более современной элементной базой. Источник питания выполнен на TL431. Усилители А1-А3 являются собственно инструментальным усилителем. Усилитель А4 формирует напряжение смещения и защищает это самое опорное напряжение от проникновения помех. Напряжение смещения для нашей задачи оказывается весьма полезно, так как сами авторы в своей статье отмечают, что при нулевом положении якоря датчика выходной ток устройства не равен нулю, что обусловлено как геометрией деталей датчика, так и технологией изготовления катушек. При необходимости регулировкой смещения легко можно компенсировать как эти погрешности, так и при желании сделать устройство с ненулевым началом отсчета. Датчик представляет собой две половинки ферритового сердечника трансформатора от китайской зарядки сотового телефона, на каждый из которых надета катушка (L1 и L2). Межу этими сердечниками на мембране закреплена пластинка из пермаллоя — якорь. Смещение мембраны вместе с якорем приводит к разбалансировке измерительного моста, влекущей в свою очередь за собой изменение напряжения на выходе устройства пропорциональное этому смещению. Конструкция датчика примерно следующая. Щеки выполнены из фольгированного текстолита. На одной из них вытравлена печать и выполнен монтаж. На второй в отверстие впаяна трубка подключения к измеряемой системе. Кольца – в моем случае удачно подошли два кольца из винчестера от IBM PC XT на 40 мегабайт (!!!), те, что стояли между блинами. С мембраной все сложнее. Для разных применений нужен отдельный подбор материала. В моем случае (давление от 0 до 200 см водяного столба) подошла самоклеящаяся пленка в два слоя – клеящей стороной друг к другу. Между слоями вклеена пластинка якоря. Весь этот бутерброд склеен клеем. (тавтотавтотавтология) Особых требований к катушкам нет. Необходимо только чтобы сердечники и количество витков были одинаковыми. В моем случае очень пригодилась возможность корректировки нуля – при разборке сердечника треснула одна из половинок. Склеил ее супермоментом и использовал по назначению. Количество витков не особо критично, так как измерительный генератор работает на частоте собственного резонанса, заданной индуктивностью катушек L1, L2 и емкостью конденсаторов С2, С3. Я мотал «сколько влезет». Влезло 280 витков ПЭЛШО 0.08. Мотал сразу пропитывая эпоксидкой. Для намотки по ходу дела изготовил намоточный станочек. На фото для подсказки «из чего это» лежит еще не доработанный донор. Калибровка особых вопросов вызвать не должна. Сначала определяем «в ту ли сторону» работает мембрана – создаем давление/разрежение. Если не в ту – меняем местами катушки. Далее выставляем ноль. Далее по образцовому давлению выставляем напряжение на выходе (Допустим, подключаем шланг, наливаем в него воду так, чтобы разница воды в колене была 200 см, выставляем с помощью R3 напряжение на выходе 2 вольта. Получили 1 мВ/мм водяного столба). При разработке печатной платы оставлена возможность работы со стрелочным микроамперметром. Для его подключения на плате предусмотрены контактные площадки. В таком случае LM324 со всей обвеской можно не впаивать. Если стрелочный амперметр не используется на его место нужно впаять резистор 10-100 Ом (подбирается). Вот так это выглядит. Сори, на телефоне это выглядело четче )))) Вот, собственно и все. Всем удачи!
Файлы:
Архив ZIP
Все вопросы в Форум.
| Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? | |
| 28 | 10 | 2 |
Принцип работы
Принцип действия индуктивного датчика заключается в способности электромагнитного поля изменять свои параметры, в зависимости от значения магнитной проводимости на пути протекания потока. В основе его работы лежит классический вариант катушки, намотанной на сердечник.
Рис. 2. Магнитное поле в состоянии покоя
При протекании электрического тока I по виткам этой катушки генерируется магнитное поле (см. рисунок 2), результирующий вектор магнитной индукции B которого определяется по правилу Правой руки. При движении магнитного поля по сердечнику, ферромагнитный материал обеспечивает максимальную пропускную способность. Но, как только линии магнитной индукции попадают в воздушное пространство, магнитная проводимость существенно ухудшается и часть поля рассеивается.
Рис. 3. Магнитное поле при введении объекта срабатывания
При внесении в область действия поля индуктивного датчика объекта срабатывания (рисунок 3), изготовленного из металла, напряженность линий индукции резко изменяется. В результате чего усиливается поток и меняется его значение, а это, в свою очередь, приводит к изменению электрической величины в цепи катушки за счет явления взаимоиндукции. На практике этот сигнал слишком мал, поэтому для расширения предела измерения индуктивного датчика в их схему включается усилитель.
Емкостный датчик для осциллографа своими руками
Вот и решился в новом году на расширение своего оборудования для диагностики. Теперь я разжился USB осциллографом DISCO 2.
Для чего он нужен?
Для полной диагностики самих датчиков и систем зажигания. Ведь не всегда ЭБУ бьет тревогу и пишет ошибку, что датчик не работает должным образом. Личный пример — Катушки зажигания
По ссылке запись в БЖ о том, как у меня накрылась катушка зажигания и в результате машина троила и не ехала. Ошибок в ЭБУ небыло и диагностика ничего не показывала.
А ведь решить эту проблему теперь можно за пару секунд, просто поднеся осциллограф к катушке, или ВВ проводам. Кстати для более точной диагностики и получения осциллограмм с ВВ были заказаны два емкостных датчика:
Я уверен, что большинство так и не понимает до конца для чего используется все это электронное изобилие
