ทรานซ์ดิวเซอร์แบบเหนี่ยวนำ
เครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ ทำงานบนหลักการของการเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในปริมาณที่ต้องการวัด ตัวอย่างเช่น LVDT ซึ่งเป็นประเภทหนึ่งของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ วัดการกระจัดในรูปของความต่างศักย์ระหว่างแรงดันไฟฟ้ารองสองค่า แรงดันไฟฟ้ารองนั้นไม่ใช่อะไรนอกจากผลของการเหนี่ยวนำเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์ในขดลวดรองเมื่อมีการเคลื่อนที่ของแท่งเหล็ก อย่างไรก็ตาม LVDT จะถูกกล่าวถึงอย่างคร่าวๆ ที่นี่เพื่ออธิบายหลักการของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ LVDT จะได้รับการอธิบายอย่างละเอียดในบทความอื่น ในขณะนี้ขอให้เราสนใจที่การแนะนำพื้นฐานของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ.
ตอนนี้จุดประสงค์แรกของเราคือการหาวิธีการทำงานของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์โดยใช้ค่าที่วัด และการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์นี้จะทำให้อินดักแทนซ์เปลี่ยนแปลง และการเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์นี้สามารถสอบเทียบในรูปของค่าที่วัด ดังนั้น เครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำใช้หลักการใดหลักการหนึ่งต่อไปนี้ในการทำงาน.
การเปลี่ยนแปลงของ อินดักแทนซ์เอง
การเปลี่ยนแปลงของ อินดักแทนซ์ร่วม
การสร้าง กระแสวน
มาดูแต่ละหลักการทีละข้อ.
การเปลี่ยนแปลงของอินดักแทนซ์เองของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ
เรารู้ดีว่าอินดักแทนซ์เองของขดลวดกำหนดโดย
ที่,
N = จำนวนรอบ.
R = ความต้านทานทางแม่เหล็กของวงจรแม่เหล็ก.
และเรารู้ว่าความต้านทาน R กำหนดโดย
ที่, μ = ความซึมผ่านแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพของสื่อภายในและรอบขดลวด.
ที่,
G = A/l และเรียกว่าตัวประกอบรูปทรงเรขาคณิต.
A = พื้นที่ภาคตัดขวางของขดลวด.
l = ความยาวของขดลวด.
ดังนั้น เราสามารถเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์เองได้โดย
การเปลี่ยนแปลงจำนวนรอบ, N,
การเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิต, G,
การเปลี่ยนแปลงความซึมผ่านแม่เหล็ก
เพื่อความเข้าใจ เราสามารถบอกได้ว่าหากต้องการวัดการกระจัดโดยใช้เครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ มันควรเปลี่ยนพารามิเตอร์ใดพารามิเตอร์หนึ่งข้างต้นเพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน อินดักแทนซ์เอง.
การเปลี่ยนแปลงของอินดักแทนซ์ร่วมของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ
ที่นี่เครื่องแปลงสัญญาณที่ทำงานบนหลักการของการเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์ร่วมใช้ขดลวดหลายชุด เราใช้ขดลวดสองชุดเพื่อความเข้าใจ ทั้งสองขดลวดมีอินดักแทนซ์เองด้วย ดังนั้น ขอให้เราแสดงอินดักแทนซ์เองของพวกมันด้วย L1 และ L2.
อินดักแทนซ์ร่วม ระหว่างขดลวดสองชุดนี้กำหนดโดย
ดังนั้น อินดักแทนซ์ร่วมสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์เองหรือโดยการเปลี่ยนแปลงสัมประสิทธิ์ของการเชื่อมโยง, K. วิธีการเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์เองเราได้กล่าวถึงแล้ว ส่วนสัมประสิทธิ์ของการเชื่อมโยงขึ้นอยู่กับระยะห่างและการวางแนวระหว่างขดลวดสองชุด ดังนั้น เพื่อวัดการกระจัด เราสามารถตรึงขดลวดหนึ่งไว้และทำให้ขดลวดอื่นเคลื่อนที่พร้อมกับแหล่งที่ต้องการวัดการกระจัด เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงระยะห่างในการกระจัด สัมประสิทธิ์ของการเชื่อมโยงจะเปลี่ยนแปลงและทำให้อินดักแทนซ์ร่วมเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์ร่วมนี้สามารถสอบเทียบกับการกระจัดและทำการวัดได้.
การสร้างกระแสวนของเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำ
เรารู้ว่าเมื่อแผ่นนำไฟฟ้าถูกวางใกล้กับขดลวดที่มีกระแสสลับ กระแสวนจะถูกเหนี่ยวนำในแผ่น ซึ่งเรียกว่า "EDDY CURRENT" หลักการนี้ใช้ในเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำประเภทนี้ ที่เกิดขึ้นจริงคืออะไร? เมื่อขดลวดถูกวางใกล้กับขดลวดที่มีกระแสสลับ กระแสวนจะถูกเหนี่ยวนำในมัน ซึ่งจะสร้างฟลักซ์ของตัวเองที่พยายามลดฟลักซ์ของขดลวดที่มี กระแส และทำให้ อินดักแทนซ์ ของขดลวดเปลี่ยนแปลง แผ่นที่ใกล้ขดลวดมากเท่าไหร่ กระแสวนจะมากขึ้นและอินดักแทนซ์จะลดลงมากขึ้น และตรงกันข้าม ดังนั้น อินดักแทนซ์ของขดลวดเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างขดลวดและแผ่น ดังนั้น การเคลื่อนที่ของแผ่นสามารถสอบเทียบในรูปของการเปลี่ยนแปลงอินดักแทนซ์เพื่อวัดปริมาณเช่น การกระจัด.
การประยุกต์ใช้เครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำในชีวิตจริง
เครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำมีการประยุกต์ใช้ในเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ ซึ่งใช้สำหรับการวัดตำแหน่ง การวัดการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก แผ่นสัมผัส เป็นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องแปลงสัญญาณแบบเหนี่ยวนำใช้สำหรับการตรวจจับชนิดของโลหะ การหาส่วนที่หายไป หรือการนับจำนวนวัตถุ.
คำแถลง: ให้ความเคารพต่องานเขียนเดิม บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ.
แนะนำ
