Индукционные датчики Презентацию подготовила: преподаватель Белгородского индустриального колледжа Щербакова Н.В. Генераторные датчики К группе генераторных датчиков можно отнести преобразователи различных видов энергии в электрическую. Наибольшее применение в качестве датчиков находят индукционные, термоэлектрические и пьезоэлектрические преобразователи. Индукционные датчики Принцип действия индукционных датчиков основан на законе электромагнитной индукции, дающем возможность непосредственного преобразования входной измеряемой величины в ЭДС без источника дополнительной энергии. К этим датчикам относятся тахогенераторы постоянного и переменного тока, представляющие собой небольшие электромашинные генераторы, у которых выходное напряжение пропорционально угловой скорости вращения вала генератора. Тахогенераторы используются как датчики угловой скорости. Требования, предъявляемые к датчикам: - однозначная зависимость выходной величины от входной; - стабильность характеристик во времени; - высокая чувствительность; - малые размеры и масса; - отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр; - работа при различных условиях эксплуатации; - различные варианты монтажа. применение Индукционные датчики применяются для измерения мгновенных значений скорости (угловой или линейной), а также для получения напряжений, пропорциональных производным по времени от перемещения (или от другой физической величины, преобразованной в перемещение). Индукционные датчики являются наиболее распространенным классом активных датчиков как по заложенным в них принципам действия, так и по назначению и конструктивному воплощению. Они могут быть постоянного и переменного тока ( однофазные и многофазные) и обычно используются для контроля частоты вращения, углового ускорения, угла поворота, скорости и ускорения линейного перемещения. Эти датчики могут выдавать значительные выходные сигналы как по напряжению, так и по мощности, в широком диапазоне изменения контролируемой величины имеют практически линейную характеристику, хорошо противостоят кратковременным механическим и электрическим перегрузкам, просты в обращении. Тахогенераторы Преподаватель Белгородского индустриального колледжа Щербакова Н.В. Тахогенераторы постоянного тока Тахогенераторы постоянного тока выполняют с постоянными магнитами на статоре или с электромагнитным возбуждением от независимого источника постоянного тока. В них используют якорь обычного типа с барабанной обмоткой, а также полый или дисковый с печатной обмоткой, При неизменном токе возбуждения, т. е. при неизменном потоке Ф, ЭДС пропорциональна частоте вращения. Достоинства и недостатки тахогенераторов постоянного тока Достоинствами тахогенераторов постоянного тока являются: малые габариты и масса при большой выходной мощности; отсутствие фазовой погрешности, что обусловлено работой на активную нагрузку; кроме того, в тахогенераторах с постоянными магнитами не требуется иметь вспомогательный источник электрической энергии для возбуждения. Однако по сравнению с тахогенераторами переменного тока они имеют ряд недостатков: сложность конструкции, высокую стоимость, нестабильность выходной характеристики из-за наличия скользящего контакта; пульсации выходного напряжения и радиопомехи, возникающие в результате коммутации тока щетками. Тахогенераторы переменного тока Тахогенераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные тахогенераторы. Наибольшее распространение получили асинхронные тахогенераторы, которые по конструкции подобны асинхронным электродвигателям с полым короткозамкнутым ротором. На статоре такого тахогенератора расположены под углом 90° две обмотки, одна из которых (обмотка возбуждения) питается переменным током постоянной частоты и постоянного напряжения, а вторая является выходной, и к ней может быть подсоединён измерительный прибор (вольтметр, отградуированный, например, в об/мин). Тахогенераторы синхронного типа представляют собой небольшие синхронные машины с постоянным магнитом в качестве ротора. Асинхронный тахогенератор При питании обмотки возбуждения переменным током частоты fВ возникает пульсирующий магнитный поток ФВ, который во вращающемся роторе индуцирует два вида ЭДС: трансформаторную ЭДС - ЕТ (показана внутри ротора) и ЭДС вращения - ЕВР (показана снаружи ротора). В контурах, перпендикулярных оси обмотки возбуждения, под действием трансформаторной ЭДС протекают токи и возникает поток ФТР, который в соответствии с принципом Ленца направлен встречно потоку обмотки возбуждения, однако его действие компенсируется увеличением тока возбуждения. Так как ось генераторной обмотки перпендикулярна потоку ФТР, он не будет индуцировать в ней никакой ЭДС. Синхронный тахогенератор Синхронные тахогенераторы имеют простую конструкцию и состоят из статора (наружной обмотки) и ротора, выполненного в виде постоянного магнита с несколькими полюсами При вращении ротора в обмотке статора индуцируется ЭДС, действующее значение которой пропорционально частоте вращения n. Главный недостаток СТГ заключается в том, что одновременно с изменением угловой скорости вращения ротора n изменяется частота тока в статоре f, изменяется индуктивное сопротивление как самого тахогенератора, так и нагрузки, на которую он работает. Это приводит к искажению выходной характеристики СТГ, к появлению значительных амплитудных и фазовых погрешностей. Их в основном используют для измерения частот вращения различных машин и механизмов, подключая к вольтметрам со шкалой, отградуированной в об/мин. Основное достоинство СТГ - простота конструкции и высокая надежность в работе.