Расчет основных параметров преобразователя

Требуется разработать датчик, для которого даны следующие характеристики средства измерений:

Измеряемая величина: сила;

Значение измеряемого параметра: 70−120 кН;

Погрешность измерения: 0,25%.

Вид выходного сигнала: электрический сигнал Преобразователь: индуктивный Для нашей курсовой работы выбираем индуктивный преобразователь одинарный с переменным воздушным зазором, так как для него характерны измерения в пределах от 0,01 до 10 мм, что позволяет выполнить измерение заданного параметра.

Изобразим структурную схему данного устройства на рисунке 4. Выходной сигнал получаем в виде переменного напряжения, снимаемого с сопротивления нагрузки R_Н включенного в цепь помещенной на сердечнике 1 обмотки 2. Питание осуществляется переменным напряжением U. Под действием входного сигнала перемещается якорь 3 и изменяет зазор:

Рис. 4 — Одинарный индуктивный преобразователь с переменным воздушным зазором

Рассчитаем основные параметры каркаса разрабатываемого датчика:

Материал — сплав прецизионный 55 ВТЮ;

Коэффициент Пуассона — 0,295;

Модуль упругости — 11 * Н/ = 1,1209 * кгс/;

Пусть радиус мембраны;

= 24,77 МПа = 2,43 кгс;

= 42,46 МПа = 4,17 кгс.

Рассчитаем толщину мембраны по формуле (2).

h = (2).

h = 0,0408 см;

По формуле (3) определим минимальный и максимальный прогиб мембраны Р = (3).

Р = 0,044 см;

Р = 0,076 см;

По формуле (4) рассчитаем индуктивность при максимальном прогибе мембраны.

L = (4).

Где.

• — площадь сечения воздушного зазора;
• — магнитная проницаемость воздуха;
• — переменная площадь воздушного зазора.

Полученные данные представим в таблице 1 и отобразим на графике зависимость (Р) (рисунок 5) и зависимость L (Р) (рисунок 6):

Таблица 1.

Расчет индуктивного преобразователя.

Рис. 5 — Зависимость (Р)

Рис. 6 — Зависимость L (Р)