Датчик положения — это тип устройства, используемого для отслеживания и измерения изменения положения объекта в устройстве/машине или в определенной близости и преобразования в сигналы, подходящие для передачи, обработки или управления. Доступны различные типы датчиков положения, в которых датчик смещения является одним из конкретных типов датчиков положения. Как правило, обычные датчики обнаруживают существование объекта, тогда как датчики смещения просто обнаруживают смещение, когда какой-либо объект перемещается из одного места в другое. Таким образом, количество обнаружения смещения просто позволяет вам определить толщину и высоту объекта. В этой статье обсуждается обзор датчик перемещения – работа с приложениями.
Что такое датчик смещения?
Преобразователь смещения — это электромеханическое устройство, используемое для преобразования движения объекта в электростатические, электромагнитные или магнитоэлектрические сигналы, которые считываются и интерпретируются в данные. Существует широкий спектр преобразователей смещения, таких как линейные и поворотные. Эти преобразователи также полезны при измерении физического расстояния между датчиком и целью. Большинство датчиков смещения измеряют статические и динамические смещения, поэтому их часто используют для измерения вибрации объекта. Диапазон измеряемых смещений составляет от микродюймов до нескольких футов.
Принцип работы датчика перемещения основан на чрезвычайно надежном принципе индуктивного измерения. Эти преобразователи прочны, очень просты в использовании и могут достигать высокой точности. Преобразователи смещения обеспечивают надежные результаты измерений в различных областях производства, исследований и разработок.
Схема датчика смещения
Датчик смещения, используемый в приведенной ниже схеме, представляет собой индуктивный датчик. Эта схема используется для измерения смещения с помощью индуктивного датчика.
В приведенной выше схеме трансформатор включает первичную обмотку и две вторичные обмотки. Две конечные точки вторичной обмотки соединены вместе, поэтому мы можем заявить, что эти две обмотки просто соединены в последовательном соединении.
Напряжение «VP» подается на первичную обмотку трансформатора, пусть напряжение, развиваемое на каждой вторичной обмотке, равно 𝑉𝑆1 𝑉𝑆2. Итак, выходное напряжение «V0» поступает на первые точки вторичных обмоток. Таким образом, выходное напряжение можно записать как V0 = VS1 – VS2. Трансформатор, используемый в приведенной выше схеме, является дифференциальным трансформатором, поскольку он генерирует напряжение o/p, что является разницей между VS1 и VS2.
Если сердечник расположен в центральной точке, то наведенные напряжения на двух обмотках S1 и S2 эквивалентны. Итак, выходное напряжение V0=0. В этом случае говорят, что смещения нет.
Если сердечник смещен выше центрального положения, то ЭДС, создаваемая в катушке S1, больше, т. е. V1>V2.
Точно так же, если сердечник смещен ниже центрального положения, то ЭДС, создаваемая внутри катушки S2, больше, т. е. V2>V1.
Таким образом, в этих двух случаях у нас есть два смещения вверх и вниз. В этих двух случаях величина выходного напряжения «V0» будет пропорциональна положению сердечника относительно центра.
Таким образом, если мы хотим измерить перемещение тела, мы должны соединить тело с центральным сердечником. Следовательно, как только тело смещается по прямой линии, средняя точка ядра изменяется, поэтому соответственно изменяется и напряжение o/p, такое как «V0». В этом состоянии мы можем получить смещение, просто измерив напряжение o/p. Итак, фаза и величина выходного напряжения обозначают смещение и направление тела соответственно.
Калибровка преобразователя смещения
Как правило, калибровка преобразователя является важным требованием для поддержания точности, воспроизводимости и надежности результатов, полученных от измерительной системы. Эти преобразователи широко используются в академических и промышленных целях. Таким образом, их калибровка обычно занимает много времени, однако с помощью калибровочного устройства это очень легко сделать, повернув ручку и нажав кнопку.
Система калибровки датчика смещения представляет собой комплексное решение для калибровки этих датчиков со смещением до 50,8 мм и разрешением 13 микрон. Он используется с любой системой, хотя он поставляется со специальным программным обеспечением, позволяющим быстро и легко выполнить калибровку после использования с системами NI.
Типы датчиков смещения
Доступны различные типы датчиков смещения, которые также известны как датчики смещения, такие как потенциометр, тензодатчик, емкостной датчик и LVDT. Поэтому каждый тип обсуждается ниже.
Резистивный преобразователь
Преобразователь сопротивления также называют преобразователем переменного сопротивления, потому что он работает по принципу преобразования переменного сопротивления. Этот преобразователь является одним из наиболее часто используемых преобразователей перемещения, используемых для измерения различных физических величин, таких как давление, перемещение, сила, температура и вибрации, и преобразования их в электрический сигнал.
Емкостный преобразователь
Емкостной преобразователь — это пассивный преобразователь, работающий от внешнего источника питания. Этот преобразователь в основном используется для измерения давления, смещения, движения, силы, скорости и других параметров. Этот преобразователь работает по принципу переменной емкости, поэтому емкость этого преобразователя изменяется по многим причинам, таким как диэлектрическая проницаемость, перекрытие пластин и изменение расстояния между пластинами. Это пассивный тип, при котором на пластинах генерируются одинаковые и противоположные заряды из-за приложенного напряжения к пластине конденсатора, которая отделена диэлектрическим материалом.
Линейный переменный дифференциальный трансформатор
LVDT или линейный регулируемый дифференциальный трансформатор является одним из видов датчиков смещения. Этот преобразователь включает в себя три симметрично расположенных катушки, где первичная катушка является центральной катушкой, а остальные две катушки являются вторичными катушками. Они в основном соединены последовательно и расположены одинаково по отношению к основной катушке. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о - LVDT .
Индуктивный преобразователь
Индуктивный преобразователь — это один из видов преобразователя смещения, работающий по принципу преобразования или электромагнитной индукции. Для измерения необходимых физических величин, таких как сила, перемещение, скорость, давление, ускорение, крутящий момент, варьируется взаимная или собственная индуктивность. Лучшим примером такого преобразователя является LVDT. Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о индуктивные преобразователи .
Тензодатчик
Датчик перемещения тензодатчика используется для преобразования физических величин, таких как давление, смещение или нагрузка, в механическую деформацию, и эта механическая деформация преобразуется в электрическую o/p с помощью тензодатчиков, установленных на эластичном корпусе. Датчик смещения тензодатчика в основном используется для измерения смещения в диапазоне от 0 до 10 мм. Этот преобразователь имеет малую длину корпуса по сравнению с LVDT и не подвержен электромагнитным воздействиям. Эти тензодатчики имеют очень стабильную и надежную работу. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о тензодатчик .
Преимущества и недостатки
Преимущества преобразователя смещения обсуждаются ниже.
- Преобразователи смещения обладают превосходной линейностью.
- Они обладают чрезвычайно высокой точностью.
- Они имеют выдающееся разрешение до 0,01 мкм.
- Они устойчивы к сильным магнитным полям, радиоактивным средам и широкому диапазону температур.
- Они имеют прочную конструкцию и отличную устойчивость.
- Эти преобразователи могут быть установлены в любом направлении.
- Энергопотребление LVDT низкое.
- Они очень чувствительны и очень просты в настройке и обслуживании.
- Эти преобразователи имеют низкие потери на гистерезис.
- Диапазон измерения выше.
- Этот преобразователь представляет собой устройство без трения.
Недостатки преобразователя смещения обсуждаются ниже.
- Датчик смещения требует очень большого смещения для получения высокого напряжения.
- Он нуждается в экранировании, потому что он очень чувствителен к магнитному полю.
- На работу преобразователя могут влиять вибрации, а также изменения температуры.
- Для получения постоянного тока нужен внешний демодулятор.
- Динамический отклик этого преобразователя ограничен.
Приложения
Применение датчиков смещения включает следующее.
- Преобразователи смещения используются для измерения относительного перемещения между наконечником датчика и вращающимся валом.
- Он используется в жестком оборудовании, где очень малая вибрация передается от вала к корпусу машины.
- Они используются в промышленном секторе и даже в государственном секторе, таком как автоматизация машин, аэрокосмическая и авиационная промышленность, силовые турбины, гидравлика и т. д.
- LVDT используются для измерения перемещений в диапазоне от мм до см.
- Они используются в станках с ЧПУ для измерения смещения.
- Они используются для толщины & измерения прокатанных металлических листов.
- Они используются в каналах для измерения натяжения.
- Датчики перемещения RVDT используются в системах управления полетом.
- Типы потенциометров используются для измерения силы, ускорения и давления.
Таким образом, это обзор перемещения датчик - рабочий с приложениями. Если тело перемещается из одного положения в другое в пределах прямой линии, впоследствии расстояние между этими двумя положениями называется смещением. Перемещение — это физическая величина, такая как скорость, температура, сила и т.
Таким образом, датчик смещения используется для преобразования механической вибрации/движения, особенно прямолинейного движения, в электрические сигналы, переменный электрический ток или напряжение. Примеры преобразователей смещения: деформации смещения и изгиба, измеряющие нормальные смещения, измеряющие трещины в бетоне и изгиб балки. Вот вопрос к вам, какова функция преобразователя?
