Датчики на основе измерительных преобразователей положения

На основе измерительных преобразователей положения (ИПП), рассмотренных в п. 8.2 … п. 8.8, реализуют датчики различных физических величин: давления, уровня, температуры и др. в соответствии со схемой рис. 8.1. В качестве измерительного преобразователя ИП2 в них применяется тот или иной ИПП. Первичный измерительный преобразователь ИП1 может быть изготовлен для конкретного объекта с целью контроля его определенного параметра. В специализированной конструкции ИП1 в качестве чувствительного элемента может использоваться мембрана, преобразующее давление в перемещение своего центра; сильфон, изменяющий под давлением свою длину; поплавок, перемещаемый уровнем жидкости; биметаллическая пластина, деформирующаяся при изменении температуры и т. д.

В следящих и позиционных электроприводах помимо таких датчиков применяют измерители рассогласования, предназначенные для непрерывной оценки разности между входным (задающим) воздействием и фактическим уровнем переменной на выходе, которая должна следовать за изменением величины входного воздействия. Такие измерители рассогласования называют также датчиками рассогласования. На выходе они формируют электрический сигнал Δ U=c (α_з-α_о), пропорциональный разности углов α_з поворота задающего органа, например, рукоятки управления, и α_о его отработки электроприводом.

Первоначально для датчиков рассогласования использовались резистивные измерительные преобразователи (малый срок службы). В настоящее время применяются сельсины и вращающиеся трансформаторы, работающие в трансформаторном режиме (см. рис. 8.7а). Ротор сельсина-приемника обычно соединяют с задающим органом, ротор сельсина-датчика – с исполнительным органом электропривода (в этом случае положение ротора сельсина-приемника не фиксируется). Таким же образом реализуют датчик рассогласования на вращающихся трансформаторах. Одноименные синусные и косинусные обмотки двух вращающихся трансформаторов соединяют между собой. Выходной сигнал снимается с обмотки возбуждения одного из трансформаторов. У второго трансформатора обмотка возбуждения получает питание по цепи переменного тока.

Для синтеза датчика рассогласования с цифровым выходом может быть использована сельсинная система с дифференциальным сельсином, работающая в индикаторном режиме (см. рис. 8.8а), и дисковый кодовый преобразователь (рис. 8.6а), соединяемый с ротором дифференциального сельсина. Расположение окон на дорожках кодового диска должно быть симметричным относительно диаметра диска, чтобы определить не только величину, но и знак угла рассогласования. Для получения кода знака рассогласования предусматривается дополнительная дорожка на диске и канал формирования логической переменной на выходе датчика.