Разработка датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью (dat)

Посмотреть архив целиком

Министерство общего и профессионального

образования РФ



Владимирский Государственный Университет






КУРСОВАЯ РАБОТА




ПО ТЕМЕ:


«Разработка датчика перемещения с изменяющейся индуктивностью.»











Выполнил:

Студентка гр МиС-296

Зайцева Т.А

Принял:

Мищенко З.В.


Содержание:

I. 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 литературы:



  1. 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 величины

Нормальное значение

Допустимое значение

Температура окружающей среды,C

20-25

2

Атмосферное давление, кПа

84-106,7

-

Относительная влажность,

30-80

-

Внешние магнитное поле

Практически отсутствует

Магнитное поле Земли

Напряжение питающей сети переменного тока, В

По ГОСТ21128

±10

Частота питающей сети, Гц

50

400

±0,5

±10

Во 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.





  1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ датчик перемещения с изменяющейся индуктивностью.

Для получения выходного сигнала, индуктивный датчик должен быть включен в электрическую схему.






  1. 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

И

ндуктивность 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.

л
я тока и тангенса угла сдвига фаз в цепи нагрузки имеем:




где 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

Н
аконец 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