2014-02-09
534
Емкостные измерительные преобразователи
а) б) в)
Рис.14.3. Емкостные ИП перемещения в электрическую емкость конденсатора, х- направление перемещения электродов (а, б) или изолятора (в)
Здесь используется зависимость электрической емкости ИП:
,
ε- абсолютная диэлектрическая проницаемость вещества между электродами, l - расстояние между электродами, S - площадь электродов.
Рис.14.4. Электромагнитные ИП (1-подвижное ферромагнитное ярмо, 2- ферромагнитный сердечник, 3- подвижная ферромагнитная пластинка, w1 и w2 - катушки, стрелки – направления перемещений).
а) - ИП перемещения (варианты указаны стрелками) в индуктивность одной катушки w1 или во взаимную индуктивность между катушками w1 и w2 .
б) - ИП силы (давления P) в индуктивность одной катушки w1 или во взаимную индуктивность между катушками w1 и w2 (вследствие изменения магнитной проницаемости сердечника.
в) - ИП вибраций, скорости перемещения катушки в воздушном зазоре ферромагнитного сердечника или давления в магнитное сопротивление сердечника или в э.д.с.
В вариантах а) и б) используются зависимости индуктивности катушки W1 или взаимной индуктивности катушек W1 и W2 от магнитных свойств магнитопровода (магнитного сопротивления магнитопровода R M).
С уменьшением R M индуктивность и взаимная индуктивность увеличиваются.
В варианте а) сопротивление магнитопровода R M уменьшается, если при движении подвижных частей магнитопровода длина воздушного зазора по магнитным силовым линиям уменьшается (варианты: деталь 1 приближается к сердечнику 2, деталь 1 совмещена при повороте с плоскостью сердечника 2, деталь 3 вдвинута в зазор между 1 и 2).
В варианте б) сжатие сердечника внешней силой приводит к изменению магнитной проницаемости и, как следствие, к изменению магнитного сопротивления магнитопровода.
В варианте в) используется явление электромагнитной индукции. Сердечник 2 имеет вставку с постоянным магнитом, который создает в воздушном зазоре неоднородное магнитное поле. В этом зазоре в поперечном направлении перемещается плоская катушка. Магнитный поток этой катушки изменяется и индуктируется ЭДС e (t):
,
здесь w – количество витков катушки, B – вектор магнитной индукции, S – площадка витка. Из уравнения следует, что амплитуда ЭДС пропорциональна скорости изменения индукции.
