Измерение смещения

Физические величины, такие как смещение, скорость, сила, температура и т. Д., Являются неэлектрическими величинами. активный преобразователь преобразует физическую величину в электрический сигнал. Принимая во внимание, что пассивный преобразователь преобразует физическую величину в изменение пассивного элемента.

Таким образом, исходя из требования, мы можем выбрать либо активный датчик, либо пассивный датчик. В этой главе давайте обсудим, как измерить смещение с помощью пассивного преобразователя. Если тело, которое перемещается из одной точки в другую точку по прямой линии, то длина между этими двумя точками называется смещением .

У нас есть следующие три пассивных преобразователя

• Резистивный преобразователь
• Индуктивный преобразователь
• Емкостный преобразователь

Теперь давайте поговорим об измерении смещения с этими тремя пассивными преобразователями по одному.

Измерение смещения с помощью резистивного преобразователя

Принципиальная электрическая схема резистивного преобразователя, который используется для измерения смещения, показана на рисунке ниже.

Вышеуказанная схема состоит из потенциометра и источника напряжения, $V_ {S}$. Можно сказать, что эти два соединены параллельно относительно точек A и B. Потенциометр имеет скользящий контакт, который можно варьировать. Таким образом, точка C является переменной. В приведенной выше схеме выходное напряжение $V_ {0}$ измеряется в точках A и C.

Математически связь между напряжениями и расстояниями может быть представлена ​​как

$$\ гидроразрыва {V_ {0}} {V_ {S}} = \ гидроразрыва {AC} {AB}$$

Поэтому мы должны соединить тело, смещение которого должно быть измерено, со скользящим контактом. Таким образом, всякий раз, когда тело движется по прямой линии, точка C также меняется. Вследствие этого выходное напряжение $V_ {0}$ также изменяется соответствующим образом.

В этом случае мы можем найти смещение, измерив выходное напряжение, $V_ {0}$.

Измерение смещения с использованием индуктивного преобразователя

Принципиальная электрическая схема индуктивного преобразователя, который используется для измерения смещения, показана на рисунке ниже.

Трансформатор, представленный в вышеуказанной цепи, имеет первичную обмотку и две вторичные обмотки. Здесь конечные точки двух вторичных обмоток соединены вместе. Таким образом, мы можем сказать, что эти две вторичные обмотки связаны последовательно .

Напряжение $V_ {P}$ подается на первичную обмотку трансформатора. Пусть напряжение, развиваемое на каждой вторичной обмотке, равно and1 и ??2. Выходное напряжение $V_ {0}$ берется через начальные точки двух вторичных обмоток.

Математически выходное напряжение ?0 можно записать в виде

$$V_ {0} = V_ {S1} -V_ {S2}$$

Трансформатор, присутствующий в вышеуказанной схеме, называется дифференциальным трансформатором , поскольку он создает выходное напряжение, которое является разницей между $V_ {S1}$ и $V_ {S2}$.

• Если ядро ​​находится в центральной позиции, то выходное напряжение $V_ {0}$ будет равно нулю. Потому что соответствующие величины и фазы $V_ {S1}$ и $V_ {S2}$ одинаковы.

• Если ядро ​​не находится в центральной позиции, тогда выходное напряжение $V_ {0}$ будет иметь некоторую амплитуду и фазу. Потому что соответствующие величины и фазы $V_ {S1}$ и $V_ {S2}$ не равны.

Если ядро ​​находится в центральной позиции, то выходное напряжение $V_ {0}$ будет равно нулю. Потому что соответствующие величины и фазы $V_ {S1}$ и $V_ {S2}$ одинаковы.

Если ядро ​​не находится в центральной позиции, тогда выходное напряжение $V_ {0}$ будет иметь некоторую амплитуду и фазу. Потому что соответствующие величины и фазы $V_ {S1}$ и $V_ {S2}$ не равны.

Следовательно, мы должны соединить тело, смещение которого должно быть измерено, с центральным ядром. Таким образом, всякий раз, когда тело движется по прямой линии, центральное положение ядра меняется. Вследствие этого выходное напряжение $V_ {0}$ также изменяется соответствующим образом.

В этом случае мы можем найти смещение , измерив выходное напряжение, $V_ {0}$. Величина и фаза выходного напряжения, $V_ {0}$, представляют смещение тела и его направление соответственно.

Измерение смещения с помощью емкостного преобразователя

Принципиальная электрическая схема емкостного преобразователя, который используется для измерения смещения, показана на рисунке ниже.

Конденсатор , который присутствует в вышеуказанной цепи, имеет две параллельные пластины. Среди которых одна пластина закреплена, а другая пластина является подвижной. Из-за этого расстояние между этими двумя пластинами также будет изменяться. значение емкости изменяется при изменении расстояния между двумя пластинами конденсатора.

Поэтому мы должны подключить корпус, смещение которого должно измеряться, к подвижной пластине конденсатора. Таким образом, всякий раз, когда тело движется по прямой линии, расстояние между двумя пластинами конденсатора меняется. Из-за этого значение емкости изменяется.