Вопрос 2 Индуктивные датчики

Принцип работы индуктивных датчиков основан на изменении индуктивности катушек, размещенных на ферромагнитных сердечниках (рис. 3). Входная величина в датчиках – горизонтальное или вертикальное перемещение якоря, а выходная – индуктивное сопротивление катушки:

X = w L = 2 p f L

Действие индуктивных датчиков состоит в следующем. При подаче питания с частотой 50 ¸ 1000 Гц током, протекающим по катушкам, создается электромагнитный поток, который разомкнут, если зазор δ между сердечником и якорем велик (рис. 3, а) или якорь расположен ниже (выше) сердечника (рис. 3,6). В этих случаях потокосцепление ничтожно мало или отсутствует, а, следовательно, индуктивное сопротивление катушек мало и через нагрузки протекает номинальный ток. С уменьшением зазора d до установленного предела или приближением якоря до отметки, при которой он будет находиться против сердечника, электромагнитный поток замкнется через якорь, потокосцепление резко возрастет и приведет к значительному росту индуктивного сопротивления катушек и уменьшению тока в нагрузке. Роль нагрузки обычно выполняет электромагнитное поле, которое своими контактами переключает цепи управления, контроля и защиты.  

Рис. 3. Схемы индуктивных датчиков

К достоинствам рассмотренных индуктивных датчиков относятся: простота устройства; надежность работы благодаря отсутствию механических связей между сердечником и якорем, закрепленном обычно на перемещаемом контролируемом объекте; отсутствие необходимости усиления сигнала, так как выходная мощность вполне достаточна для действия реле.

К недостаткам — зависимость работы от частоты напряжения питания; сравнительно малая чувствительность; наличие тока холостого хода, обусловленного остаточным магнетизмом и начальным зазором.

Вопрос 3 Емкостные датчики

Емкостные датчики представляют собой конденсаторы разных конструкций, преобразовывающие механические линейные или угловые перемещения, а также давление, влажность или уровень среды в изменения емкости. При этом конденсаторы с изменяющимся воздушным зазором между пластинами используют для контроля малых линейных перемещений; конденсаторы с переменной рабочей площадью пластин при постоянном зазоре между ними — для контроля угловых перемещений, а конденсаторы с изменяющейся диэлектрической проницаемостью между пластинами, но при постоянных зазорах и рабочих площадях пластин — для контроля уровней заполнения резервуаров жидкостями или сыпучими материалами.

Емкостные датчики используют только при частотах, превышающих 1000Гц, так как при промышленной частоте их емкостное сопротивление весьма велико. Датчики широко применяют в различной аппаратуре как составные части колебательных контуров, электрических фильтров и других схем. Для контроля уровней они не нашли применения из-за наличия паразитных емкостей относительно земли.

Достоинства емкостных датчиков — простота устройства, малые размеры и масса, высокая чувствительность и малая инерционность.

Недостатки — необходимость источника высокой частоты или усилителя при промышленной частоте и вредное влияние паразитных емкостей.