със сензори за движение - LVDT
В статията се обсъждат предимствата и недостатъците на различните изпълнения на датчика за абсолютно налягане в контра газ
Анализ на тенденциите на развитие на оборудване сензор трансформира. Като се вземат предвид констатациите и препоръките на RAS институти, определени приоритетни области за развитие на ново поколение от ДПА, в това число в рамките на Федералната космическа програма и "VVT сензорите" на програмата
Сензори за движение се използват в много приложения, и въпреки, че изборът на устройството е доста широк, но разгледани в тази книга сонди на макроси Сензори трябва да бъдат направени от няколко от тях чрез най-малко две причини. На първо място, значително динамичен обхват на измерваните движения, и второ - способност за работа в най-взискателните условия [[]].
LVDT bbreviatura образуван от комбинации Линеен променливо диференциално трансформатори - линейна променлива диференциален трансформатор със съотношение на предаване. LVDT сензори - електромеханичен преобразувател, който превръща праволинейно движение на обекта, към който е свързан механично с електрически сигнал. Отличителна черта на тези сензори може да се счита за много голям динамичен обхват на измерената обем (от десетки микрона до ± 0,5 м) и способността да работи при най-тежките условия. Първият от принципа на действие, а вторият - от дизайна на приложението.
Има доста сензори за движение импулсни чиято дейност се основава на точките за регистрация на пресичане (с помощта на магнитни или оптоелектронни сензори) специфичен движещ се обект марката. Ако определеното събитие се случва на изхода на сензора импулс се генерира. Такива устройства са, по очевидни причини, не само имат ограничен динамичен обхват на измерване на премествания, но изчисляването на грешки и увеличаване на скоростта и ускорението (първо и второ производно на обем), което не винаги е приемливо. Обхванати от член LVDT сензори, се дължи на факта, че техният изходен сигнал е непрекъснат, лишени от тези недостатъци.
РАБОТА В LVDT-SENSOR
Фигура 1 показва схематично дизайна LVDT-сензор, основните компоненти на които са основно и две вторични намотки (обикновено намотка, разположени върху неподвижна сърцевина) и подвижна сърцевина. Първичната намотка е разположена симетрично между две еднакви вторични намотки. Намотките са разположени върху твърда термостабилна смола подсилена и затворена в запечатана обвивка, която ги предпазва от влага и корозионни среди. Подвижната сърцевина, съставена от високо пропусклив магнитен материал, има цилиндрична форма и се движи свободно по вътрешната кухина на сензора.
първична намотка се захранва чрез AC синусоидално напрежение - типична стойност от 3 V, 3 кХц. Изходният сигнал на датчика разлика напрежение между вторични намотки u8212 - диференциално напрежение. Обикновено променливото напрежение на диференциалното се превръща в електронен модул интегрирани в сигнала DC.
Фигура 2 илюстрира принципа на действие на LVDT-сензор. Когато подвижната ядрото е строго в центъра (т.нар нулево положение), магнитното поле, генерирани от първичната намотка Р, симетрични, следователно магнитни потоци чрез вторичните намотки S1 и S2 са равни, и следователно са равни и EMF Е1 и Е2, индуцирана в тези намотки, и по този начин диференциалното напрежение е нула. Ако подвижната сърцевината е изместен спрямо позицията нула, изкривена магнитно поле симетрия - през един от вторичните намотки, в зависимост от позицията на ядрото, по-магнитен поток преминава, а не чрез друга (виж фигура 2 ..). Следователно, друг и едн индуцира в вторичните намотки - по-магнитния поток, по-голямата EMF.
Фигура 3а показва как амплитудата на EOUT диференциалното изходното напрежение в зависимост от позицията на сърцевината в сърцевината. Максим циален стойност EOUT обикновено достига няколко волта. Промяната на ъгъл на фазата EOUT на изходното напрежение спрямо първичното напрежение остава постоянна до нулево положение, в пресечната точка, където изместването фаза се променя на 180 градуса (виж. фиг. 3b). Промяната на фазата може да се използва за определяне на посоката на движение по отношение на нула положение, когато електронния модул преобразуване на променливотоков сигнал. Изходът на последния ще бъде под формата, както е показано на фигура 3в.
От принципа на работа и структурата LVDT-сензор следва редица очевидни предимства. По-долу са изброени основните тези,
Липсата на триещите се части - един от основните предимства на LVDT-сензор. Когато се използва в нормален режим е не механичен контакт между подвижна сърцевина и бобини. Това предимство е особено важно, когато се измерва малки премествания, като контрол на вибрациите.
Висока чувствителност: липса на триене и принципа на физическата операция позволява да се измери много малки измествания на ядрото с добра повторяемост. Минималната стойност се ограничава до шум и измерване е показан резолюцията на устройството.
На практика неограничен механична трайност е следствие от липсата на триене части. Поради липса на триене и механичен контакт между ядрото и бобините не са фактори, които имат отрицателно въздействие върху механичната издръжливост. Ето защо, по-висока надеждност, което е много важно, когато се използва, например, в космическата индустрия и ядрената енергия, както и в други приложения, където надеждност е ключов параметър.
По-голяма защита на бреговете извън трансформатора. Вътрешен отвор най LVDT-сензор е отворен от двете страни, така че в случай на "надхвърляне" (изместване контролирано обект и неподвижно свързана сърцевината на определени граници) не е механична повреда на сензора - подвижната ядрото е просто отделят границите на сензора не причинява че не вреди , Това неуязвимост много добро за приложения в тензометър и extensometer (за измерване на удължение апарат), използвани в материали за изпитание на опън.
Един посока чувствителност. LVDT-сензор реагира на движение на ядрото само в една посока и не е чувствителен към движение и в други посоки. Тази функция е важно в приложения, където ядрото не е преместен от идеално права линия, и малко "дебнене", когато се движат.
Разделяне на бобините и ядрото. Намотките са механично разделени от подвижна сърцевина, при което намотките се поставят в запечатана капсула. Този факт често се използва за употреба LVDT в хидравлични предавки, серво задвижвания.
Устойчивост на външната среда. Материали и дизайн, използвани в LVDT, антикорозионни от износоустойчива и издръжлив, което прави LVDT malovospriimchiva негативни последици за околната среда. Намотките са пълни с епоксидна смола и почти непроницаем за влага и утаяване, един добре издържа на удар и вибрация. Вътрешната щита на магнитно пропусклив материал намалява отрицателното въздействие на външни електромагнитни полета. И в основата и на ядрото е изработена от устойчив на корозия материали, които са също магнитни екрани. За сензорни приложения в експлозивни и запалими среда, както и в агресивни среди сензор може да се изолира от външната среда чрез капсулиране и "затворена" чрез заваряване. Обикновено LVDT сензори работят в разширена работна температура от време и могат да се прилагат в криогенна технология и при повишени температури и радиация, като например ядрени реактори.
Повторяемост нула. Нулевата точка е изключително стабилни и възпроизводими, дори когато допълнително-широки температурни граници.
Добри динамични свойства. Липсата на триене позволява на LVDT много бързо се променя позицията на ядрото. Динамичният отговор е ограничен само от масата на ядрото. Примери за приложение LVDT сензори са дадени в [1].
Електронен модул LVDT
изисква синусоидално напрежение (обикновено 3 V и 3 кХц), образуването на който е един от проблемите за електронен модул мощност LVDT сензори. Друга особеност на модула е да се превърне печалба и променливото напрежение на диференциалното в изходен променлив сигнал, като се отчита посоката на движение (диференциално напрежение фазово изместване на напрежението през първата намотка). Днес, разнообразие на електронни модули на разположение - от кристал за печатни платки. Произведен като индикатори за работа с LVDT сензори, като например [2].