Розробка індуктивного датчика переміщення з високою чутливістю
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201859Ключові слова:
лінійність перетворення, контактний датчик переміщення, індуктивний датчик, феритовий магнітопровідАнотація
Представлені дослідження контактного індукційного датчика переміщення на малі відстані. В якості датчика застосований феритовий сердечник з обмоткою та рухомим якорем. Між сердечником та якорем існує повітряний зазор.
Для вирішення завдання підвищення точності вимірювання датчик ввімкнутий в мостову вимірювальну схему, яка живиться змінним струмом високої частоти. Для підвищення чутливості вказаного датчика до переміщення запропонована диференційна схема його включення. Також, з метою підвищення чутливості, використаний резонансний режим роботи мостової схеми вимірювання. Для підтримання сталої напруги генератора живлення застосована схема фазового автоматичного підстроювання частоти.
В результаті дослідження індукційного датчика переміщення отримані практичні результати при максимальній величині переміщення в ±0,6 мм. На більші переміщення датчик не досліджувався, так як при збільшенні вказаного переміщення зꞌявляється нелінійність перетворення переміщення-струм.
Отримана максимальна чутливість диференційного датчика в вказаному діапазоні переміщення в 2,44 мкА/мкм без застосування системи фазового автоматичного підстроювання частоти.
Застосування системи фазового автоматичного підстроювання частоти дозволила підвищити чутливість до 3,48 мкА/мкм.
В ході дослідження була визначена залежність чутливості датчика від частоти генератора живлення, що дозволило визначити оптимальну частоту живлення вимірювальної мостової схеми.
Проведені дослідження показали, що використання контактних індуктивних вимірювачів мають перспективу застосування і резерви по вдосконаленню. А використання диференційного включення датчика та резонансний режим роботи дає суттєве підвищення чутливості первинного перетворювача на малих переміщеннях.
Розроблений недорогий датчик буде корисний для багатьох застосувань, де необхідно вимірювати переміщення і лінійні розміри контактними методами
Посилання
- Babu, A., George, B. (2018). Design and Development of a New Non-Contact Inductive Displacement Sensor. IEEE Sensors Journal, 18 (3), 976–984. doi: https://doi.org/10.1109/jsen.2017.2780835
- Leun, E. V. (2018). Questions of constructing probe active control devices for product sizes. Omsk Scientific Bulletin, 4 (160), 127–133. doi: https://doi.org/10.25206/1813-8225-2018-160-127-133
- Trofimov, A. A., Ryazantsev, D. A. (2016). The sensor of linear positions for rocket and space technology. Measuring. Monitoring. Management. Control, 4 (18), 52–57.
- Fericean, S. (2019). Inductive Sensors for Industrial Applications. Artech House Publishers.
- Winncy, Y. Du. (2014). Resistive, Capacitive, Inductive, and Magnetic Sensor Technologies. CRC Press, 408. doi: https://doi.org/10.1201/b17685
- Damnjanovic, M. S., Zivanov, L. D., Nagy, L. F., Djuric, S. M., Biberdzic, B. N. (2008). A Novel Approach to Extending the Linearity Range of Displacement Inductive Sensor. IEEE Transactions on Magnetics, 44 (11), 4123–4126. doi: https://doi.org/10.1109/tmag.2008.2002801
- Hruškovic, M., Hribik, J. (2008). Digital Capacitance and Inductance Meter. Measurement Science Review, 8 (3), 61–64. doi: https://doi.org/10.2478/v10048-008-0016-9
- Anandan, N., George, B. (2017). Design and Development of a Planar Linear Variable Differential Transformer for Displacement Sensing. IEEE Sensors Journal, 17 (16), 5298–5305. doi: https://doi.org/10.1109/jsen.2017.2719101
- Bonfitto, A., Gabai, R., Tonoli, A., Castellanos, L. M., Amati, N. (2019). Resonant inductive displacement sensor for active magnetic bearings. Sensors and Actuators A: Physical, 287, 84–92. doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2019.01.011
- Tihonenkov, V. A., Tihonov, A. I. (2000). Teoriya, raschet i osnovy proektirovaniya datchikov mehanicheskih velichin. Ul'yanovsk: UlGTU, 452.
- Sharapov, V. M., Polishchuk, E. S. (Eds.) (2012). Datchiki. Moscow: Tehnosfera, 624.
- Koshuk, G. A., Tikhonov, I. A., Kosarev, B. A. (2019). Optimization of PLL frequency synthesizer. Omsk Scientific Bulletin, 3 (165), 28–32. doi: https://doi.org/10.25206/1813-8225-2019-165-28-32
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Anatolij Perederko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
