Виды индуктивных датчиков

Индуктивные датчики

Индуктивность – физическая величина харакеризующая магнитные свойства электрической цепи.

Ток, текущий в проводящем контуре, создаём магнитное поле, причём магнитный поток пронизывающий контур прямо пропорционален силе тока.

Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью или коэффициент самоиндукции конторо.

Индуктивность зависит от размеров, формы, магнитной проницаемости проводников, образующих цепь, и от окружающей среды. Для создания большей индуктивности изолированный проводник свёртывают в спираль, катушку индуктивности, чаще все в несколько слоёв, внутри которого устанавливается сердечник, магнитопровод, изготавливаемый из феромагнитных материалов (электротехническая сталь, фериты, карбонильное железо)

Величина индуктивности пропорциональна линейным размерам катушки, квадрату числа витков намотки и магнитной проницаемости поперечника (магнитопровода).

Электрическая схема данного вида проборов состоит из датчика, в котором механические перемещения вызвают изменение индуктивности и элементов цепи, представляющих собой электрическую цепь измерений индуктивности.

Индуктивный датчик – устройство для преобразования мехаических перемещений в электрический сигнал, которые представляют собой катушку индуктивности с магнитопроводом и подвижным элементом, якорь, который при измерении линейного или углового размера перемещается и изменяет индуктивность катушки.

Схема состоит из катушки индуктивности (проводник свёрнутый в спираль), магнитопровода, состоящего из сердечника, т.е. постоянной части, и якорь, который при измерении размера смещается относительно катушки, тем самам изменяет магнитную проницаемость, т.е. сопротивление, сердечника, следовательно происходит изменение индуктивности катушки.

Такой же принцип как и в ёмкостных датчиках. Изменение индуктивности происходит либо в результате изменения зазора между подвижной части магнитопровода и сердечника (а и в), либо в результате измения площади (б и г).

Индуктивные датчики, как и ёмкостные, могут быть либо недифференциальными (а и б), либо диффиренциальными (в и г).

Датчики, работающие по принципу изменения зазора, использутся для малых перемещений от долей мкм до 3-5 мм.

Работающие по принципу изменения полезной пложади - для перемещений от 0,5 до 15 мм.

Частота питания современных приборах с индуктивными датчиками применяется в пределах 3-15 кГц и чаще всего используются магнипроводы из ферита (хорошая магнитопроницаемость, малые потери, хорошая температурная стабильнсть)

Ферит – структурная составляющая сплава железа, представляющая собой твердый раствор углерода до 0,02% и легирующих элементов в альфажелезе.

Расчёт магнитной цепи чаще всего является поверочным. В большинстве случаев геометрия и размеры магнитопровода и катушек задаются исходя из технологических и конструктивных требований с учётом условий эксплуатации. При этих расчётах прибегают к различным упрощениям и допущениям, поэтому погрешности таких расчётов от 7% до 50%.