Индуктивни преобразуватели

Индуктивните преобразуватели работят по принципа на индуктивност, която се променя при всяко значително изменение в количеството, което трябва да бъде измерено. Например, LVDT, вид индуктивен преобразувател, измерва разместване в термини на напрежение между своите две вторични напрежения. Вторичните напрежения са нищо друго освен резултат от индукцията, причинена от магнитния поток в вторичната обмотка при разместване на железния стержен. Въпреки това, LVDT е обяснен тук кратко, за да се илюстрира принципът на индуктивния преобразувател. LVDT ще бъде обяснен подробно в друга статия. За момента нека се фокусираме върху основното въведение към индуктивните преобразуватели.

Сега първата ни цел е да намерим как индуктивните преобразуватели могат да работят. Това може да се направи чрез промяна на магнитния поток с помощта на измерването, а тази промяна на магнитния поток очевидно променя индуктивността, която може да бъде калибрирана в термини на измерването. Следователно индуктивните преобразуватели използват един от следните принципи за своята работа.

1. Промяна на самоиндуктивността

2. Промяна на взаимната индуктивност

3. Производство на вихреви токове

Нека обсъдим всеки принцип един по един.

Промяна на самоиндуктивността на индуктивния преобразувател

Много добре знаем, че самоиндуктивността на обмотка е дадена от

Където,
N = брой завивки.
R = упор на магнитната верига.

Също така знаем, че упор R е даден от

Където, μ = ефективна проницаемост на средата в и около обмотката.

Където,
G = A/l и се нарича геометричен формален фактор.
A = площ на сечението на обмотката.
l = дължина на обмотката.

Така, можем да варираме самоиндуктивността чрез

• Промяна в броя на завивките, N,

• Промяна на геометричната конфигурация, G,

• Промяна на проницаемостта

За разбиране можем да кажем, че ако разместването трябва да бъде измерено от индуктивните преобразуватели, то трябва да промени някой от горепосочените параметри, за да предизвика промяна в самоиндуктивността.

Промяна на взаимната индуктивност на индуктивния преобразувател

Тук преобразувателите, които работят по принципа на промяна на взаимната индуктивност, използват множество обмотки. Използваме тук две обмотки за разбиране. И двете обмотки имат своята самоиндуктивност. Нека означим техните самоиндуктивности с L1 и L2.

Взаимната индуктивност между тези две обмотки е дадена от

Така взаимната индуктивност може да бъде променена чрез варираща самоиндуктивност или чрез вариращ коефициент на свързване, K. Методите за промяна на самоиндуктивността вече бяха обсъдени. Сега коефициентът на свързване зависи от разстоянието и ориентацията между двете обмотки. Така за измерване на разместването можем да закрепим една обмотка и да направим другата подвижна, която се движи с източника, чийто разместване трябва да бъде измерено. С промяната в разстоянието при разместването, коефициентът на свързване се променя и това предизвиква промяна в взаимната индуктивност. Тази промяна в взаимната индуктивност може да бъде калибрирана с разместването и измерването може да се извърши.

Производство на вихреви токове на индуктивния преобразувател

Знаем, че когато проводяща плочка е поставена близо до обмотка, носеща алтернативен ток, във водещата плочка се индуцира циркулиращ ток, наречен "ВИХРЕВ ТОК". Този принцип се използва в този вид индуктивен преобразувател. Какво всъщност се случва? Когато обмотка е поставена близо до обмотка, носеща алтернативен ток, в нея се индуцира циркулиращ ток, който на свой ред произвежда собствен магнитен поток, който се опитва да намали магнитния поток на обмотката, носеща ток, и следователно индуктивността на обмотката се променя. Колкото по-близо е плочката до обмотката, толкова по-висок е вихревият ток и по-голяма е намалението на индуктивността и обратно. Така индуктивността на обмотката се променя с промяната в разстоянието между обмотката и плочката. Така движението на плочката може да бъде калибрирано в термини на промяна на индуктивността, за да се измери количество като разместване.

Практическо приложение на индуктивния преобразувател

Индуктивните преобразуватели намират приложение в близостни сензори, които се използват за измерване на положение, динамично движение, тачпадове и т.н. Особено индуктивен преобразувател се използва за детектиране на типа метал, откриване на липсващи части или броене на броя на обектите.

Изявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на права, моля се обратете за изтриване.