Измерения перемещения

г) емкостные преобразователи, представляющие собой плоские или цилиндрические конденсаторы, емкость которых изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины (предназначаются для измерения перемещений, механической силы, толщины диэлектрика, содержания влаги и т. д.):

Схемы индукционного преобразователя с переменной площадью полюсов показаны на 10.9, б, с поворотной катушкой — на 10.9, в. Индукционные преобразователи такого типа, как и индуктивные, чаще всего используют в сочетании с равновесными и неравновесными мостовыми схемами, а также компенсационной схемой, для измерения перемещений и других неэлектрических величин (усилие, момент, давление, угол поворота и т. д.), действием которых можно изменять длину воздушного зазора или положение поворота якоря, вторичной обмотки.

Резистивные ИП применяются для измерения перемещений, а также величин, которые могут быть преобразованы в линейное и угловое перемещение тел, а именно: давлений, сил, вращающих моментов, уровня жидкостей, ускорений и т. д.

Промышленностью выпускаются индуктивные и трансформаторные ИП для измерения перемещений от нескольких микрометров до десятков сантиметров. Они находят применение в микрометрах, толщиномерах, уровнемерах, а также в приборах для измерения усилий, давлений, крутящих моментов и других величин, которые могут быть преобразованы в перемещение.

19.6. К принципу действия дифференциально-трансформаторного устройства для измерения перемещений

Как видно из приведенных выражений, емкостные преобразователи могут использоваться для измерения свойств материалов (на основе изменения их диэлектрической проницаемости), а также для измерения перемещений или других величин, предварительно преобразованных в перемещение.

Для измерения перемещений с применением емкостных преобразователей наибольшее распространение получили трансформаторные мосты (см. п. 19.3 и 19.8).

27-1. Принцип устройства и схема логической цепи фотоэлектрического счетного датчика для измерения перемещений

С помощью усилителя постоянного тока и триггера с катодной связью из выходного фотоумножителя 7 формируются импульсы, каждый из которых соответствует одному периоду изменения фототока. Эти импульсы поступают на электронный счетчик ПС-64, а с его выхода — на электромеханический счетчик. Поскольку один импульс соответствует перемещению зеркала 5 на половину длины волны, цена «деления» датчика составляет 0,273 мкм. Датчик предназначен для измерения перемещений порядка 1—2 мм, следовательно, его приведенная погрешность составляет около 0,015%.

Аналогичные методы применяются и для измерения перемещений конвейеров, прокатываемых лент, проволоки и др.

361. Tremoroux L., Генератор на двух транзисторах для измерения перемещений, «Journal of Scientific Instruments», 1961, v. 38, № 6.

Электрохимические измерительные преобразователи, Действие этих ИП основано на явлениях, возникающих при прохождении электрического тока через электролитическую ячейку или вследствие окислительно-восстановительных процессов, происходящих на электродах. Они применяются для определения состава и концентрации растворов, а также для измерения перемещения, давления и количества электричества.

Более сложной функцией ПП является согласование вида измеряемой величины с естественной входной величиной ОП. Действительно, путем рационального выбора предварительного преобразователя можно обеспечить измерение практически всех физических величин при относительно малом числе основных преобразователей. Например, используя проволочное тензосопротивление как основной преобразователь, можно измерить все физические величины, которые могут быть преобразованы в его естественную входную величину — деформацию поверхностного слоя детали ПП. Если в качестве ПП применить биметаллическую пластинку, то наклеенный на нее проволочный тензометр образует датчик термометра, будучи наклеенным на мембрану, он представляет собой датчик манометра, а на упругий элемент — датчик для измерения перемещения или силы и т. д.

Принципиальная схема прибора для измерения перемещения

меньшей точностью, чем в приборе для измерения силы. Действительно, в приборе для измерения перемещения подвижная часть принципиально должна перемещаться, повторяя перемещения объекта. Следовательно, катушка пере-

20-6. Структурная схема прибора уравновешивания для измерения перемещения

В работе [Л. 274] описан прибор уравновешивания для измерения перемещения с биметаллической пластиной в термострикцион-

22-3. Структурно-функциональная схема прибора уравновешивания для измерения перемещения

Приборы уравновешивания для измерения перемещения с элек-трострикционными, магнитострикционными обратными преобразователями и преобразователями силы совместно с упругим элементом имеют колебательное звено в обратной цепи. Очевидно, что параметры этого звена и будут в основном определять динамические свойства прибора, а глубина уравновешивания /СР будет влиять на характер частотной характеристики только в области относительно высоких частот.

Приборы уравновешивания для измерения перемещения с термо-стрикционными обратными преобразователями (см, 20-7) имеют безынерционную обратную цепь, так же как и приборы уравновешивания для измерения силы. В прямую цепь включено апериодическое звено (термоприемиик), преобразующее подводимую мощность в температуру.

На 22-6 представлена структурно-функциональная схема прибора (см. 20-7) для измерения перемещения с термострик-ционным обратным преобразователем и емкостным преобразователем недокомпенсации.

Большинство приборов для измерения перемещения строится по методу прямого преобразования, однако в ряде случаев имеют преимущества приборы уравновешивающего преобразования, подобные описанному в гл. 20.