Индукционные преобразователи в народном хозяйстве

July 9, 2015 by admin Комментировать »

Индукционные преобразователи преобразуют измеряемую или контролируемую величину в э. д. с. индукции и используются для измерения вибраций, скорости вращения, ускорений и других величин. В основе действия всех индукционных преобразователей лежит

общий физический принцип — индуцирование э.д. с. в проводящей рамке при изменении охватывающего ее магнитного потока. Э. д. с. индукции пропорциональна скорости изменения магнитного потока и числу витков рамки. Различают два основных вида преобразовав телей: преобразователи, в которых э. д. с. индукции возникает из-за покупательного илн вращательного движения катушки относительно неподвижного магнита (и наоборот), и преобразователи, в которых э. д. с. индукции возникает из-за изменения зазора в магнию* проводе.

Индукционные преобразователи обычно обладают высокой чувствительностью к измеряемым параметрам. Их подвижные элементы должны иметь малую инерционность, с тем чтобы свести к минимуму динамические ошибки при исследовании быстронзмеияющнхся процессов.

Индукционный датчик для профилемера (автор ^конструкции А. Н. Обухов) показан на рис. 2-21,а. Датчик состоит из катушки/, на которой намотано 10 000 витков провода ПЭЛ 0,03. Внутри катушки на пружинных подвесках укреплен стержень 8 с постоянным магнитом 4. На конце стержня укрепляется алмазная игла 5. Датчик заключен в металлический корпус 2. На нижней рабочей поверхности корпуса размещены шаровые опоры б. Перед началом измерений корпус датчика рабочими шаровыми опорами устанавливают на эталонный образец с классом обработки поверхности не ниже 8—9. Регулировочным винтом (на чертеже не показан) устанавливают требуемое натяжение пружины 7, которая давит на рабочую иглу Затем датчик переносят на испытуемую поверхность н равномерно перемещают по ней. При этом за счет шероховатостей исследуемой поверхности магнит будет перемещаться внутри катушки, наводя в ней э. д. с. Эта э. д, с. усиливается, выпрямляется и

Рис. 2-22.

измеряется стрелочным индикатором (см. рис. 2-21, 6). Схема усилителя достаточно проста и особых пояснений не требует. Его особенность состоит в том, что цепь накала лампы питается постоянным током. Это сделано для уменьшения уровня помех. Большего эффекта можно достигнуть, применив в этой цепи сглаживание пульсаций. В данном приборе для повышения точности измерений применен электромеханический привод к датчику, обеспечивающий возвратно-поступательное движение последнего по поверхности испытуемой детали с постоянной скоростью.

На индукционных преобразователях построены тахогенераторы электромеханического типа, в которых обеспечивается линейная зависимость между выходным напряжением и частотой вращения вала. Они широко используются в авиации н на других видах транспорта, где контроль оборотов двигателя обеспечивает их безаварийную эксплуатацию.

Индукционные преобразователи нашли широкое применение в бесконтактных системах зажигания автомобильных, мотоциклетных и лодочных электродвигателей Они же широко используются в бесконтактных индукционных реле н в других аналогичных устройствах.

Рис. 2-23.

Бесконтактная система зажигания лодочного мотора «Вихрь» (авторы конструкции В Л Миронченко, В ί Т Чернов и Б. С Сперанский). На рис^ 2-22, а показано расположение на маховике 1 постоянного кольцевого магнита 4 и на неподвижном основании системы зажигания 2, рукоятки установки опережения зажигания 3, трансформаторов бесконтактной системы зажигания верхнего цилиндра Τρι(Β), Тр2(в) и ннжнего цилиндра Тр\(н), Тр2(п). Принципиальная схема бесконтактной системы зажигания изображена на рис. 2-22, б. Система работает следующим образом. При пересечении постоянным магнитом, укрепленным на маховике двигателя, разомкнутого магиитопровода трансформатора Тр\ в последнем возникнет импульс тока, который зарядит конденсатор Ci до напряжения 400 В. Прн пересечении постоянным магнитом разомкнутого магиитопровода трансформатора Тр2 на обмотке последнего возникнет импульс напряжения положительной полярности амплитудой 30 В. Импульс, поданный на управляющий электрод, откроет

тиристор и через катушку зажигания КЗ пройдет мощный импульс тока, который обеспечит пробой искрового промежутка установленной в цилиндре двигателя свечи.

Особую разновидность индукционных датчиков представляют такие, в которых э. д с. в катушках индуктивности создается внешним переменным электромагнитным полем. На таких датчиках, в частности, построены индукционные средства ориентации движущихся объектов, например ориентации сельскохозяйственных машин, которые должны двигаться по определенным маршрутам.

Индукционная система ориентации (автор конструкции В. Гурьянов). На рис. 2-23, а показаны варианты расположения кабелей, обеспечивающие внешнее электромагнитное поле. На рис. 2-23,6 дана общая структура устройства с индукционным датчиком для обеспечения требуемой ориентации по одному внешнему кабелю. На рис. 2-23, а показано аналогичное устройство, обеспечивающее требуемую ориентацию при движении между двумя кабелями — источниками внешнего управляющего поля.

Внешнее переменное электромагнитное поле создается генератором низкой частоты мощностью 10—20 В·А, выход которого подсоединяют к отрезкам кабеля, расположенным на обрабатываемой поверхности (рис. 2-23,а). В зависимости от способа ориентации (по одному или по двум кабелям) выбирают ту или иную схему включения индукционных датчиков. В случае работы по одному кабелю (рис. 2-23, б) прибор состоит из двухканального устройства, каждый канал которого состоит из индукционного датчика ИД на входе, усилителя У, детектора Д и фильтра инзких частот ФНЧ. Сигналы с выхода ФНЧ % и ФНЧ % поступают на вход вычитающего устройства ВУ, а с него на исполнительное электронное реле. Реле своими контактами включает требуемый исполнительный механизм.

В случае работы по двум кабелям прибор состоит из двух усилителей-ограничителей УО\ и УОг, двух резонансных фильтров РФ\ н РФ2 и фазового детектора ФД> выход которого через фильтр иижннх частот ФНЧ подключен к исполнительному электронному реле. При этом резко увеличиваются точность требуемой ориентации, помехоустойчивость и надежность.

Принципиальная схема устройства индукционной системы ориентации изображена на рис. 2-24. Устройство состоит из двух идентичных каналов усиления, выполненных на транзисторах Т\ — 7в и Т9—Т 1б (усиление на частоте 3400 Гц 6—10· 104), и фазового детектора, выполненного на диодах Д4— Д7. Выход фазового детектора подключен ко входу электронного реле. Электронное реле (рис.2-25) также содержит два канала, каждый из которых приводит в движение свой серводвигатель. Схема одного канала реле состоит из одиовибратора (транзисторы Tlt Т2) и усилителя постоянного тока (транзисторы Гз, Г4). При расстоянии между отрезками проводов 2 м, токе в них, равном 0,02 А, и расстоянии между датчиками 0,8 м, в каждом контуре наводится сигнал амплитудой 2—3 мВ. Схема уверенно реагирует на разностный сигнал 100 мкВ, соответствующий отклонению 0,2 м от оси.

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты