В. А. Никитин с. В. Бойко

а - принципиальная электрическая схема; б - временные диаграммы;
в - принципиальная электрическая схема преобразователя с дифференциальным датчиком

Рисунок 16.21 - Преобразователи перемещений в период повторения импульсов.

Отсюда видно, что период повторения импульсов пропорционален индуктивности обмотки датчика перемещений. На рисунке 16.21в показана схема, в которой используется дифференциальный индуктивный датчик перемещений.

Данная схема аналогична описанной выше, но обмотки L₁ и L₂ подключены к выходу операционного усилителя через электронные ключи на транзисторах V₁ и V₂. Транзисторы имеют различный характер проводимости, поэтому при u_вых= +E транзистор V₁ открыт, а V₂ закрыт, а при u_вых= -E наоборот, V₁ закрыт, а V₂ открыт. Таким образом обеспечивается поочередное подключение обмоток L₁ и L₂.Если индуктивности этих обмоток не равны, то будут отличаться длительности положительных и отрицательных генерируемых импульсов, т. е. будет изменяться скважность. Выходная величина преобразователя будет вычисляться по формуле (16.22)


у = (Т₁ – Т₂)/( Т₁ + Т₂) = (L₁ – L₂)/( L₁ + L₂), (16.22)

где L₁ и L₂ - длительности положительных и отрицательных импульсов.

Очевидно, что при одинаковой амплитуде положительных и отрицательных импульсов величина у пропорциональна постоянной составляющей выходного сигнала, следовательно, постоянная составляющая выходного сигнала также может рассматриваться в качестве выходной величины. Достоинством датчиков перемещений с частотной гармонической или импульсной модуляцией является возможность передачи выходных сигналов по линиям связи на большие расстояния практически без потерь информации и удобство их преобразования в цифровой код.
При использовании трансформаторных датчиков перемещений выходной величиной является амплитуда переменного напряжения, снимаемого с измерительной обмотки. В дальнейшем это напряжение служит для получения результата измерения либо непосредственно, либо после предварительного преобразования в постоянное напряжение или постоянный ток.
Оптоэлектрические преобразователи. Высокую точность измерений перемещений позволяют получить методы, основанные на применении оптоэлектрических преобразователей и источников оптического излучения, например методы растра и муара.
В методе растра используются две плоские пластины с параллельными штрихами. Расстояние между штрихами на каждой пластине постоянно, но для двух пластин незначительно отличается. При наложении пластин (растров) друг на друга и их просвечивании наблюдаются зоны сгущения и разряжения
штрихов (рисунок 16.22а, 16.22б). Перемещение одного растра относительно другого в направлении, перпендикулярном штрихам, вызывает перемещение указанных зон сгущения штрихов в том же направлении, но значение этого перемещения у оказывается гораздо больше, чем значение измеряемого перемещения х, т. е. происходит оптическая редукция. Если расстояния между штрихами на пластинах равны а и b (рисунок 16.22а, 16.22б), то перемещение у будет вычисляться по формуле (16.23)

1  b