Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Магнитострикционный детектор



Для измерения больших перемещений с высоким разрешением часто приме­няются магнитострикционные ультразвуковые датчики [8]. Магнитострикци­онный преобразователь состоит из двух основных частей: длинного волновода (до 7 м) и постоянного кольцевого магнита (рис. 7.24). Магнит может свобод­но перемещаться вдоль волновода, не касаясь его. Положение магнита над той или иной точкой волновода и является измеряемым сигналом, который дат­чик преобразует в электрический сигнал. Внутри волновода проходит провод­ник, который при подаче на него электрических импульсов создает магнитное поле вдоль всей его длины. Другое магнитное поле, образованное постоянным магнитом, существует только вблизи него. Поэтому два поля складываются только там, где находится постоянный магнит. Результирующее поле находится



300 Глава 7. Детекторы положения, перемещений и уровня

в виде векторной суммы напряженностей двух полей. Это поле создает крутя­щий момент, заставляющий волновод поворачиваться в месте расположения маг­нита. Это явление известно под названием эффекта Вайдемана.

Таким образом, электрические импульсы, подаваемые в коаксиальный провод­ник волновода, приводят к появлению механических импульсов кручения, распрос­траняющихся вдоль волновода со скоростью звука, соответствующей его материалу. Момент прихода импульсов на головку датчика необходимо точно определять. Один из способов детектирования импульсов заключается в преобразовании ультразвуко­вых импульсов в выходные электрические сигналы. Это можно выполнить при по­мощи пьезоэлектрических датчиков или, как показано на рис. 7.24, при помощи дат­чика магнитного сопротивления, который состоит из двух катушек, расположенных рядом с небольшими постоянными магнитами. Катушки механически связаны с вол­новодом, поэтому и реагируют на импульсы, возникающие в нем, в такт с которыми они вырабатывают короткие электрические импульсы. Временная задержка между этими импульсами и соответствующими импульсами возбуждения, подаваемыми на проводник волновода, является точной мерой положения кольцевого магнита. Эта временная задержка при помощи соответствующей электронной схемы преобразу­ется в цифровой код. Достоинства такого датчика: линейность (порядка 0.05% от пол­ной шкалы измерений), хорошая воспроизводимость (порядка 3 мкм) и долговре­менная стабильность. Этот датчик может работать в агрессивных средах, при высо­ких давлениях и температурах, а также при сильной радиации. У магнитострикцион-ного датчика есть еще одно достоинство: низкая температурная чувствительность, которая может составлять порядка 20 х 10-6 на °С.

Такие датчики используются в гидравлических цилиндрах, в прессовальных машинах (для измерения линейных перемещений пресса), в горном деле (для об­наружения подвижки скал), вращающихся мельницах, кузницах, лифтах и в дру­гих устройствах, где требуется высокая разрешающая способность при измере­нии больших перемещений.

7.5. Оптические датчики

После механических контактных и потенциометрических датчиков оптические детекторы возможно являются наиболее популярными устройствами для опреде­ления положения и перемещений объектов. Среди их основных достоинств мож­но назвать простоту, отсутствие нагрузочного эффекта и относительно большие рабочие расстояния. Они нечувствительны к паразитным магнитным полям и электростатическим помехам, что делает их незаменимыми для некоторых при­ложений. В состав оптического датчика перемещений, как правило, входят три компонента: источник света, фотодетектор и устройства, управляющие светом (линзы, зеркала, оптические волокна и т.д.). На рис. 4.17 и 4.18 главы 4 приведены примеры двух оптоволоконных датчиков приближения. Подобные датчики мож­но реализовать и без применения оптоволокон. В этих случаях свет направляется на объект при помощи фокусирующих линз, а возвращается назад к детектору при помощи отражателей. В настоящее время этот метод претерпел существен­ные изменения: за счет более сложных компонентов удалось улучшить избира­тельность, повысить помехозащищенность и надежность оптических датчиков.



7.5. Оптические датчики


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.