Разработка датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью3840.
Разработка датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью
Министерство общего и профессионального
образования РФ

Владимирский Государственный Университет

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ТЕМЕ«Разработка датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью.»

 

ВыполнилСтудентка гр МиС-296
Зайцева Т.А
ПринялМищенко З.В.  

СодержаниеI.        Разработка технического задания.
1.1. Назначение.
1.2. Условия эксплуатации.
1.3. Механические воздействия.
1.4. Эксплутационные требования.
II.        РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ датчик перемещения с изменяющейся индуктивностью.
III.        ПРИНЦЫП ДЕЙСТВИЯ датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью.
IV.        Расчет основных конструктивных элементов
V.        Оценка метрологических характеристик.
5.1. Отнасительная погрешность.
5.2. Относительная чувствительность.
5.3. Определяем диапазон измерений.
VI.        Расчет основных конструктивных элементов в MatCad.
Список литературыI.        Разработка технического задания.
1.1. Назначение.
Датчик перемещения с изменяющейся индуктивностью предназначен для преобразования линейного перемещения в изменение индуктивности его обмоток.
1.2. Условия эксплуатации.
Климатические условия в рабочих условиях должны соответствовать ГОСТ  22261 или таблица № 1
Таблица №1
               Влияющие величиныНормальное значениеДопустимое значениеТемпература окружающей среды,C   20-25         2Атмосферное давление, кПа  84-106,7              -Относительная влажность,    30-80          -Внешние магнитное полеПрактически отсутствуетМагнитное поле ЗемлиНапряжение питающей сети переменного тока, ВПо ГОСТ21128      ±10Частота питающей сети, Гц     50
   400       ±0,5
       ±10Во время эксплуатации, датчик должен находится в обогреваемом и охлаждаемом помещение без непосредственного воздействия осадков, песка, пыли.
1.3. Механические воздействия.
Датчик перемещения с изменяющейся индуктивностью, во время работы должен быть устойчивым и прочным к воздействию однократных и многократных механических ударов.
Данные датчики должны сохранять свои характеристики при воздействии постоянных магнитных полей сетевой частоты с напряженностью до 400А/м.
1.4. Эксплутационные требования.
Безопасность эксплуатации датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью должна обеспечиваться
1)прочностью установленной в стандартах,
2)изоляцией
электрических цепей,
3)надежным креплением при монтаже на объекте.

II.        РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ датчик перемещения с изменяющейся индуктивностью.
Для получения выходного сигнала, индуктивный датчик должен быть включен в электрическую схему.

III.        ПРИНЦЫП ДЕЙСТВИЯ датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью.

Действие датчика основано на преобразование линейного перемещения в изменение индуктивности его обмоток путем воздействия на подвижный элемент магнитной системы - якорь(1).Обмотки(2) датчика включены в фазочувствительный мост с выпрямителем, собранный по кольцевой схеме .(Рисунок 1)

Принцип действия индуктивного датчика основан на изменении
индуктивной системы под воздействием входной величены. Индуктивность электромагнитной системы L определяется отношением потока сцепления                        к вызвавшему их I.
В индуктивных датчиках изменяющимся параметром цепи является индуктивное сопротивление
                        частота переменного тока
Lx- индуктивность датчика, изменяющаяся при перемещение подвижной системы датчика.
    Эти системы применяются лишь на переменном токе, величина которого будет изменяться при изменении
Индуктивность дроселя при ненасыщенном магнитопроводе может быть выраженна следующей формулой
Где w-число витков обмотки дросселя,
      Rm-магнитное сопротивление сердечника и якоря,
               -длинна воздушного зазора,
      Sb- площадь поперечного сечения воздушного зазора.
ля тока и тангенса угла сдвига фаз в цепи нагрузки имеемгде R-активное сопротивление обмотки дросселя

Zн - полное сопротивление нагрузки
Таким образом, при изменении длинны       или площади поперечного сечения  Sb   воздушного зазора будет изменяться величина тока и угол сдвига фаз между векторами напряжения и тока.
Для определения пределов изменения тока в цепи нагрузки для магнитных систем при различных положениях якоря можно поступить следующим образом: амплитуда тока в цепи нагрузки Zн, С другой стороны                              , где значение магнитного потока
может быть выражено через магнитную индукцию B как
таким образом,
                             

При определение магнитного
потока      формула для индуктивности
имеет следующий вид    

или

                                 
                                                     
Подставляя Im и умножая на           ,находим      
Наконец из выражения

Где   Lc-средняя длинна магнитной силовой линии в сердечнике,
Sc-площадь поперечного сечения сердечника
Lяк- длинна пути магнитного потока в якоре
Sяк-площадь поперечного сечения якоря
   -магнитная проницаемость для сердечника при значении магнитной индукции Bm1
-        магнитная проницаемость для якоря  при значении магнитной индукции в якоре Bm2
    Далее имеем
Задаваясь значением Lx по формуле №1 определяется величина Bm и соотве