Индуктивные устройства.
Действие индуктивных устройств основано на изменении индуктивного сопротивления катушки датчика при перемещении стального якоря. Схема простейшего индуктивного устройства показана на рис. IV.8, а. Входной величиной устройства является воздушный зазор , выходной — ток при заданном напряжении:
где — кажущееся сопротивление катушки датчика. Индуктивность катушки может быть вычислена по формуле
где — число витков катушки; — сечение магнитопровода.
Активное сопротивление обмотки намного меньше индуктивного сопротивления, т. е. поэтому без большой погрешности можно считать, что
тогда чувствительность элемента определяется по формуле
Вид характеристики индуктивного элемента показан на рис. IV.8, б. Линейность характеристики сохраняется только в пределах некоторой зоны и нарушается, когда активное сопротивление становится сравнимым с индуктивным.
Недостатком индуктивных устройств является зависимость их от частоты напряжения и. Индуктивные устройства применяются для частот не выше 5000 Гц, так как при высоких частотах резко растут потери на перемагничивание и индуктивное сопротивление обмотки.
Рис. IV.9. Дифференциальное индуктивное устройство
Если два одинаковых индуктивных устройства соединить по дифференциальной схеме, как это показано на рис. IV.9, то получим так называемый дифференциальный индуктивный прибор. Схема такого прибора дана на рис. IV.9, а. Для среднего положения якоря имеем .
При отклонении якоря от среднего положения на выходе прибора появляется напряжение , которое растет по мере увеличения этого отклонения. Для двух отклонений, одинаковых по величине, но различных по знаку, значения отличаются только фазами, которые противоположны.
На рис. IV.9, б показана характеристика дифференциального прибора. Чувствительность может быть вычислена по характеристике как тангенс угла между касательной к кривой и осью
Преимущества дифференциального индуктивного устройства по сравнению с простыми заключаются в большей чувствительности и значительно меньшей погрешности от колебаний температуры и напряжения питания.