Московский государственный университет леса


ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕСА

 

ИНФОРМАЦИЯ

АДРЕС
141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, Институт системных исследований леса при МГУЛ

ТЕЛЕФОН
(+7 495) 586-91-34

ФАКС
(+7 495) 586-91-34

ПОЧТА для ИСИЛ
Почта для ИСИЛ
shalaev@mgul.ac.ru

Индуктивный измерительный датчик перемещений (ИДП) <<Назад

Индуктивный измерительный датчик перемещений (ИДП)

 

Индуктивный измерительный датчик перемещений представляет собой дифференциальный дроссель с симметрично расположенными друг относительно друга обмотками индуктивности. Измерительный якорь, передвигающийся между обмотками, обуславливает синфазное изменение их индуктивности, обеспечивая тем самым преобразование линейных перемещений якоря в электрическую величину.

            Такие датчики находят широкое применение для измерения статических и динамических изменений перемещений, а также всех преобразуемых в перемещение механических величин (сила нажима и тяги, удлинение, давление жидкости и газа, толщина материала, изгибающий момент и др.).

            Для контроля перемещений отдельных элементов конструкций энергоагрегатов роторного типа часто требуются измерители подобного типа. Конструкция и схема такого датчика приведены на Рис.1.

Рис. 1  Конструкция и электрическая схема включения обмоток датчика

 

Основу датчика (Рис.1а) составляют две симметрично расположенные на каркасе обмотки индуктивности 3. Внутри обмоток размещен якорь 2 из ферромагнитного материала с возможностью перемещения вдоль оси катушек (+X) под воздействием объекта контроля. Если якорь находится точно в среднем положении каркаса, то полные сопротивления Z1 и Z2 обеих обмоток являются равными. В случае изменения положения якоря полное сопротивление в одной обмотке становится больше Z1' = Z1+ΔZ , а в другой меньше Z2' = Z2 - ΔZ.

            Обмотки датчика включаются в измерительный мост (Рис.1б), который питается переменным напряжением U0 с несущей частотой f0. Напряжение Uв на диагонали моста получается пропорциональным перемещению X якоря. Заменяя реальный дроссель

Z = r + jw0L на идеальный с сопротивлением Z = jw0L можно примерно оценить величину выходного напряжения с помощью формулы:

где:  ΔL - изменение индуктивности обмоток.

-                    Выявить точную зависимость между перемещением якоря X и приращением сопротивления ΔZобмотки аналитическим путем практически невозможно из-за трудностей в определении реальной картины поля датчика. Поэтому при создании датчика и линеаризации его характеристики в требуемом диапазоне измерения приходится пользоваться результатами экспериментальных исследований магнитопроводов различного типа, а именно путем совместной оптимизации геометрических параметров S1, S2, l0 (Рис.1а).

Результаты экспериментальных исследований выходного напряжения Uв=F(X) для различных значений параметра S1 якоря датчика, предназначенного для диапазона измерения 0 - 160 мм приведены на Рис.2.

Рис. 2  Выходное напряжение датчика для различных значений S1

Расширение температурного диапазона работы достигается применением каркаса для намотки обмоток, выполненного не из диэлектрика (фарфор, стекло, керамика), а из металла (титан, латунь), а также за счет использования высокотемпературного намоточного провода ПНЭТ-ИМИД.

При практической реализации индуктивного измерительного датчика перемещений применена следующая полная структурная схема (Рис. 4).

Рис. 4  Структурная схема индуктивного преобразователя

Первичное возбуждение обмоток и демодуляция их сигналов осуществляется с помощью специализированной микросхемы генератора Г. Усилитель У предназначен для усиления аналогового сигнала и приведения его к шкале 0-2.5 В. Дальнейшую обработку сигналов в цифровом виде осуществляет микроконтроллер ADuC812. Микроконтроллер обеспечивает линеаризацию характеристики, учет температурных воздействий на обмотки путем их периодического подключения к источнику постоянного тока J0 и определения температуры окружающей среды, сохранение статистической информации в ОЗУ с ее периодической обработкой и выдачу сигнала в виде напряжения на преобразователь "напряжение - ток"  для подключения ко вторичной регистрирующей аппаратуре в шкале 4-20 ma. Внешний вид датчиков типа ИДП приведен ниже, основные технические характеристики представлены в таблице.

N

Тип датчика

Диапазон изм.

Выходн. сигн.

Напр. пит.

1

ИДП-160

0 - 160 мм

4 - 20 ma

24 В

2

ИДП-120

0 - 120 мм

4 - 20 ma

24 В

3

ИДП-80

0 - 80 мм

4 - 20 ma

24 В

4

ИДП-40

0 - 40 мм

4 - 20 ma

24 В


Машков Александр Сергеевич

Батырев Юрий Павлович

Контактный телефон: (095) 588-52-48

E-mail: batyrev@mgul.ac.ru
ДИРЕКТОР

Шалаев Валентин Сергеевич


СОСТАВ УЧЕНОГО СОВЕТА ИСИЛ

Шалаев В.С. - профессор, д.т.н., председатель совета

ЧЛЕНЫ СОВЕТА

Батырев Ю.П. - доцент, к.т.н.
Беляков В.А. - доцент, к.т.н.
Бурков В.Д. - проф., д.т.н.
Галкин Ю.С. - проф., д.т.н.
Мозолевская Е.Г. - проф., д.б.н.
Моисеев Н.А. - проф., д.с.-х.н.
Степанов И.М. - проф., д.т.н.
Тепляков В.К. - проф., к.с.-х.н.
Федотов Г.Н. - проф., д.б.н.
Хуторова Н.А. - доцент, к.э.н.
Чумаченко С.И. - проф., д.б.н

УЧАСТНИКИ РАССЫЛКИ ИСИЛ

shalaev@mgul.ac.ru
batyrev@mgul.ac.ru
burkov@mgul.ac.ru
chumachenko@mgul.ac.ru
chumachenko.s.i@gmail.com
galkin@mgul.ac.ru
istepanov@mgul.ac.ru
khutorova@mgul.ac.ru
caf-ecolog@mgul.ac.ru
gennadiy.fedotov@gmail.com
guis@list.ru
legion_o@mail.ru
moiseev@mgul.ac.ru
teplyakovv@gmail.com
victorteplyakov@mail.ru
belyakov@mgul.ac.ru




Для контактов, тел/факс:
(+7 095) 586-91-34, (+7 095) 586-91-67

Директор ИСИЛ - Шалаев В.С.
shalaev@mgul.ac.ru