Індуктивні перетворювачі
Індуктивні перетворювачі працюють на основі зміни індуктивності через значну зміну вимірюваного параметра. Наприклад, LVDT, який є видом індуктивного перетворювача, вимірює переміщення у вигляді різниці напруги між його двома вторинними напругами. Вторинні напруги - це результат індукції через зміну магнітного потоку у вторинному катушку при переміщенні залізного стержня. Однак, LVDT тут коротко обговорюється для пояснення принципу індуктивного перетворювача. Про LVDT буде детальніше розказано в іншій статті. На даний момент давайте зосередимося на базовому ознайомленні з індуктивними перетворювачами.
Тепер наша мета - зрозуміти, як можна зробити, щоб індуктивні перетворювачі працювали. Це можна зробити, змінюючи потік за допомогою вимірюваного параметра, а ця зміна потоку очевидно змінює індуктивність, яка може бути калібрована в термінах вимірюваного параметра. Тому індуктивні перетворювачі використовують один з наступних принципів для свого функціонування.
Зміна власної індуктивності
Зміна взаємної індуктивності
Виробництво турбулентних струмів
Давайте обговоримо кожен принцип окремо.
Зміна власної індуктивності індуктивного перетворювача
Ми добре знаємо, що власна індуктивність катушки задається формулою
де,
N = кількість обмоток.
R = опір магнітного контуру.
Також ми знаємо, що опір R задається формулою
де, μ = ефективна проникність середовища навколо катушки.
де,
G = A/l і називається геометричним форм-фактором.
A = площа поперечного перерізу катушки.
l = довжина катушки.
Отже, ми можемо змінювати власну індуктивність шляхом
Зміна кількості обмоток, N,
Зміна геометричної конфігурації, G,
Зміна проникності
Для розуміння можна сказати, що якщо необхідно виміряти переміщення за допомогою індуктивного перетворювача, воно повинно змінити будь-який з вищезазначених параметрів, щоб спричинити зміну власної індуктивності.
Зміна взаємної індуктивності індуктивного перетворювача
Тут перетворювачі, які працюють на основі зміни взаємної індуктивності, використовують кілька катушок. Для розуміння ми використаємо дві катушки. Обидві катушки мають свою власну індуктивність. Позначимо їхню власну індуктивність як L1 і L2.
Взаємна індуктивність між цими двома катушками задається формулою
Таким чином, взаємна індуктивність може бути змінена шляхом зміни власної індуктивності або зміни коефіцієнта зв'язку, K. Методи зміни власної індуктивності ми вже обговорили. Тепер коефіцієнт зв'язку залежить від відстані та орієнтації між двома катушками. Тому для вимірювання переміщення ми можемо закріпити одну катушку і зробити іншу рухомою, яка переміщується разом з джерелом, чий переміщений параметр потрібно виміряти. Зі зміною відстані при переміщенні коефіцієнт зв'язку змінюється, що спричиняє зміну взаємної індуктивності. Ця зміна взаємної індуктивності може бути калібрована з переміщенням, і таким чином можна провести вимірювання.
Виробництво турбулентних струмів індуктивного перетворювача
Ми знаємо, що коли провідна плита розташована поруч з катушкою, яка несе черговий струм, в пластині індукується циркулюючий струм, який називається "ТУРБУЛЕНТНИМИ СТРУМАМИ". Цей принцип використовується в такого типу індуктивних перетворювачах. Насправді, що відбувається? Коли катушка розташована поруч з катушкою, яка несе черговий струм, в ній індукується циркулюючий струм, який, у свою чергу, створює свій власний потік, який намагається зменшити потік катушки, яка несе струм, і, отже, індуктивність катушки змінюється. Чим ближче до катушки знаходиться плита, тим більший буде турбулентний струм і, відповідно, зменшення індуктивності, і навпаки. Таким чином, індуктивність катушки змінюється зі зміною відстані між катушкою і плитою. Таким чином, переміщення плити може бути калібровано в термінах зміни індуктивності для вимірювання таких величин, як переміщення.
Реальне застосування індуктивного перетворювача
Індуктивні перетворювачі знайшли застосування в близьких сенсорах, які використовуються для вимірювання положення, динамічного руху, сенсорних панелей тощо. Особливо індуктивний перетворювач використовується для виявлення типу металу, знаходження відсутніх частин або підрахунку кількості об'єктів.
Заява: Поважайте оригінал, добрі статті варті поділу, якщо є порушення авторських прав, зв'яжіться для видалення.
