Induktiv transduserlar
Индуктивные преобразователи работают на принципе изменения индуктивности вследствие любого значимого изменения измеряемой величины. Например, LVDT, вид индуктивных преобразователей, измеряет перемещение в терминах разницы напряжений между его двумя вторичными напряжениями. Вторичные напряжения являются результатом индукции вследствие изменения магнитного потока во вторичной катушке при перемещении железного стержня. В любом случае, LVDT здесь кратко обсуждается, чтобы объяснить принцип работы индуктивного преобразователя. LVDT будет подробно рассмотрен в другой статье. Пока что сосредоточимся на базовом введении в индуктивные преобразователи.
Теперь наша цель - найти, как можно заставить работать индуктивные преобразователи. Это можно сделать, изменяя магнитный поток с помощью измеряемой величины, и это изменение магнитного потока, очевидно, изменяет индуктивность, и это изменение индуктивности можно откалибровать в терминах измеряемой величины. Таким образом, индуктивные преобразователи используют один из следующих принципов для своей работы.
Изменение самоиндукции
Изменение взаимной индуктивности
Создание токов Фуко
Рассмотрим каждый принцип по отдельности.
Изменение самоиндукции индуктивного преобразователя
Мы хорошо знаем, что самоиндукция катушки определяется формулой
Где,
N = число витков.
R = магнитное сопротивление магнитного контура.
Также мы знаем, что магнитное сопротивление R определяется формулой
Где, μ = эффективная проницаемость среды внутри и вокруг катушки.
Где,
G = A/l и называется геометрическим коэффициентом формы.
A = площадь поперечного сечения катушки.
l = длина катушки.
Таким образом, мы можем изменять самоиндукцию путем
Изменением числа витков, N,
Изменением геометрической конфигурации, G,
Изменением проницаемости
Для понимания можно сказать, что если требуется измерить перемещение с помощью индуктивных преобразователей, оно должно изменить любой из вышеуказанных параметров, вызывая изменение самоиндукции.
Изменение взаимной индуктивности индуктивного преобразователя
Здесь преобразователи, которые работают на принципе изменения взаимной индуктивности, используют несколько катушек. Для понимания используем здесь две катушки. Обе катушки имеют свою самоиндукцию. Обозначим их самоиндукцию L1 и L2.
Взаимная индуктивность между этими двумя катушками определяется формулой
Таким образом, взаимную индуктивность можно изменить, изменяя самоиндукцию или коэффициент связи, K. Методы изменения самоиндукции мы уже обсудили. Теперь коэффициент связи зависит от расстояния и ориентации между двумя катушками. Таким образом, для измерения перемещения можно закрепить одну катушку и сделать другую подвижной, которая движется вместе с источником, чье перемещение необходимо измерить. С изменением расстояния при перемещении изменяется коэффициент связи, и это вызывает изменение взаимной индуктивности. Это изменение взаимной индуктивности можно откалибровать с перемещением, и измерение можно выполнить.
Создание токов Фуко в индуктивном преобразователе
Мы знаем, что когда проводящая пластина размещается рядом с катушкой, несущей переменный ток, в пластине индуцируется циркулирующий ток, называемый "токами Фуко". Этот принцип используется в таком типе индуктивных преобразователей. Что происходит на самом деле? Когда катушка размещается рядом с катушкой, несущей переменный ток, в ней индуцируется циркулирующий ток, который, в свою очередь, создает свой собственный магнитный поток, который пытается уменьшить магнитный поток катушки, несущей ток, и, следовательно, индуктивность катушки изменяется. Чем ближе пластина к катушке, тем больше будут токи Фуко, и тем больше будет уменьшение индуктивности, и наоборот. Таким образом, индуктивность катушки изменяется с изменением расстояния между катушкой и пластиной. Таким образом, движение пластины можно откалибровать в терминах изменения индуктивности, чтобы измерить величину, такую как перемещение.
Практическое применение индуктивного преобразователя
Индуктивные преобразователи находят применение в датчиках приближения, которые используются для измерения положения, динамического движения, сенсорных панелей и т.д. Особенно индуктивный преобразователь используется для обнаружения типа металла, выявления отсутствующих деталей или подсчета количества объектов.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
