Схемы формирования электрических сигналов при мостовой схеме

В случае наиболее распространенной мостовой схемы включения (рис.8) справедливы следующие основные управления:

, где ;

;

;

;

,

где Z ₅ – сопротивление измерительной диагонали;

I ₅ – ток в измерительной диагонали.

14. Датчики перемещения

Датчики перемещения с изменяющимся активным сопротивлением (потенциометрические датчики)

Применяются в основном как датчики угловых и линейных перемещений.

Потенциометры используются в качестве делителей напряжения.

По виду зависимости между R_x (рис.11,) и величиной x перемещения движка (углом поворота α) различают линейные и функциональные потенциометры.

Линейные потенциометры

Линейные потенциометры весьма широко применяются в устройствах автоматики. Они характеризуются линейной зависимостью R_x = f (x), которая изображает прямой линией (рис.12).

Зависимость выходного напряжения U _вых от напряжения U, питающего потенциометр, определяется соотношением величин сопротивлений нагрузки и потенциометра.

Рис. 12 (3 - β = ¥, 2 - β =10, 1- β = 5)

Коэффициент нагрузки , если R _н >> R то ,то током нагрузки можно пренебречь, и зависимость U _вых = f (x) будет также линейной (см. рис.12), если β уменьшить то линейность нарушится, самая большая погрешность достигает при нахождении движка в среднем положении.

Если движок потенциометра перемещать по всей его длине в процессе работы, то расчет такого потенциометра нужно вести на максимальную погрешность, которая определяется выражением:

(8.1)

Потенциометрические датчики для измерения угловых перемещений характеризуются следующими основными электрическими и конструктивными величинами:

R – полное сопротивление намотки потенциометра;

Р – допустимая мощность, рассеиваемая потенциометром;

ρ – удельное сопротивление материала провода намотки (константан 0,49 Ом * мм ²/ м, нихром 1,08 Ом * мм ²/ м);

d – диаметр провода намотки без изоляции;

d _и - диаметр провода намотки с изоляцией;

_j – допустимая плотность тока;

δ_в – разрешающая способность потенциометра, т. е величина прироста сопротивления(относительных единицах или процентах) при перемещении щетки на один виток; принимается обычно не более 0,2 - 0,25 %;

α – рабочий угол поворота щетки потенциометра; в однооборотных потенциометрах обычно а = 330°;

D – средний диаметр окружности каркаса;

L – рабочая длинна каркаса (по окружности);

n – число витков;

τ – шаг намотки;

l – длина витка намотки;

d – толщина каркаса потенциометра;

H – высота каркаса.

Расчетные формулы:

; (8.2)

l = 2(H + b); (8.3)

; (8.4)

; (8.5)

d = мм;(8.6)

(8.7)