Преобразователи активного сопротивления

Реостатные и потенциометрические датчики

В контактных датчиках перемещение преобразуется в разомкнутое или замкнутое состояние контактов, которые управляют электрическими цепями. В случае замыкания контактов активное сопротивление между ними изменяется от 0 до небольшого значения. Контакты датчиков активного сопротивления являются самым важным элементов этих датчиков. Чем меньше мощность, которая разрывается контактами, тем меньше обгорают контакты. Эти датчики широко используются при автоматическом контроле и сортировке по линейным размерам изделий с точностью до одного миллиметра.

Потенциометрические и реостатные датчики предназначены для преобразования линейного или углового перемещения в электрический сигнал. В состав таких датчиков входят изоляционный каркас с намотанной на него тонкой проволокой и ползунок. Каркас изготовляется из текстолита, алюминиевых сплавов или пластмассы, которые покрываются изоляционным лаком или оксидной пленкой. У проволоки должно быть большое удельное сопротивление, малый температурный коэффициент, а ее диаметр должен составлять порядка сотых долей миллиметра. Используются проволоки из константана, манганина, нихрома. На рисунке ниже представлен пример реостатного датчика, который приводится в движение осью манометра или другого первичного измерителя.

Рисунок 1. Реостатный датчик. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Здесь: 1 - основание; 2 - подвижный контакт; 3 - спиральная пружина; 4 - первичный измеритель.

Реостатные датчики могут быть соединены с прибором, имеющим сравнительно большой момент, например, с поплавковым уровнемером или манометром. Датчик на представленном выше рисунке состоит из проволоки, которая намотана на текстолитовое или пластмассовое основание. Подвижный контакт приводится в действие благодаря первичному измерителю. Электрическое соединение подвижного контакта с сетью осуществляется через спиральную пружину. На рисунке ниже представлены еще примеры таких датчиков.

Рисунок 2. Датчики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Датчики на рисунках а), б) используются для измерения углового перемещения, на рисунке в) для измерения линейного перемещения. На рисунке г) изображен датчик силы. Данный датчик представляет собой набор графитовых дисков, которые собраны в столбик, к ним через контактные диски и упоры прилагаются силы. Из-за воздействия приложенной силы диски плотнее прижимаются друг к другу, а сопротивление датчика становится меньше. На рисунке д) представлена характеристика действия датчика силы. На рисунке е) изображен датчик для измерения уровня электропроводной жидкости. Такой датчик представляет собой набор активных сопротивлений. Контакты от них находятся внутри трубки с жидкостью, чем больше сопротивлений включаются параллельно столбу жидкости, тем меньше сопротивление датчика.

Тензодатчики

Основным компонентом тензодатчика является тензометр - прибор для измерения деформаций. Существует большое количество способов измерения деформаций, самыми распространенными из которых являются пьезоэлектрический, тензорезистивный, волоконно-оптический, пьезорезистивный, оптико-поляризационный. Среди электронных тензодатчиков наиболее распространены тензорезистивные датчики. Как правило тензорезистивный датчик представляет собой упругую конструкцию, на которой крепится тензорезистор и другие вспомогательные элементы. После калибровки, по изменениям сопротивления тензорезистора вычисляется степень деформации, которая пропорциональна силе, приложенной к конструкции. Существуют следующие типы датчиков:

1. Датчики крутящего момента.
2. Датчики силы для измерения нагрузки и усилия.
3. Датчики перемещения.
4. Датчики давления.
5. Датчики ускорения или акселерометры.

Самым распространенным направлением применения тензодатчиков являются весы. В зависимости от конструкции грузоприемной платформы тензодатчики делятся на:

1. Консольные.
2. «Бочка».
3. «Шайба».
4. S-образные.