Изучение индукционного датчика для направления сварочной головки по стыку.

Цель работы: ознакомление с конструкцией и принципом действия индуктивных датчиков.

Оборудование и материалы:

- лабораторный стенд;

- универсальный блок питания РОСТОК-2;

- запоминающий осциллограф С1-67.

Содержание работы:

В индукционных датчиках изменение контролируемого параметра вызывает изменение коэффициента индуктивной связи между двумя системами обмоток датчика, одна из которых питается переменным током, другая является выходной. ЭДС, наводимая в выходной обмотке, зависит от числа витков этой обмотки ω, частоты питающего тока f и от величины потока ФМ, создаваемого первичной обмоткой:

f = 1 ÷ 5 кГц, но может быть 500 Гц и 50 Гц.

Конструктивно индукционные датчики представляют собой устройство, состоящее из двух систем обмоток, размещенных на трех стержнях магнитопровода из Ш-образного трансформаторного железа (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Индукционный датчик с Ш-образным сердечником

Дифференциальный индукционный датчик работает по принципу сравнения двух магнитных потоков (если конструкция содержит две первичные обмотки и одну вторичную), либо по принципу сравнения двух ЭДС (если в конструкции одна первичная обмотка и две вторичные). Датчики с Ш-образными сердечниками имеют существенные недостатки. Во-первых, вторичные обмотки оказывают влияние одна на другую. Во-вторых, вследствие наличия тока во вторичных обмотках и появления вторичных потоков, каждый из которых проходит не только в сердечнике своей катушки, но и в сердечнике другой вторичной катушки, ярмо датчика и сердечников катушек приходится делать удвоенного сечения.

Такой индукционный датчик (рис. 2.2) не имеет указанных выше недостатков. Здесь сердечник также Ш-образный, но разделен на две половины немагнитной прокладкой. Благодаря тому, что каждая вторичная обмотка работает только на своем магнитном потоке, датчик с разделенным магнитопроводом имеет относительно меньшие габаритные размеры и значительно более высокую чувствительность (до 20 В/мм).

Разрешающая способность некоторых датчиков может быть сотые доли микрона. Это достигается тщательной экранировкой и регулировкой.


Рис. 2.2 Индукционный датчик с разделённым сердечником	Рис. 2.3 Характеристики индукционного датчика

Если первичные, обмотки размещены на крайних стержнях магнитопровода, а вторичная обмотка на среднем стержне, то магнитные потоки в среднем стержне противоположны по направлению. Величина этих потоков зависит от магнитного сопротивления их цепи на участках металла свариваемой детали. Если датчик симметричен относительно оси стыка, то потоки от обмоток взаимно уравновешивают друг друга и выходной сигнал отсутствует. С появление смещения магнитный поток обмотки ближе расположенной к стыку, например, левой, будет меньше, чем поток правой обмотки из-за действия на ее магнитную цепь большого магнитного сопротивления воздушного зазора. Уменьшается и коэффициент взаимоиндукции между левым и измерительным ω₂ контурами. В результате магнитные потоки в среднем стержне и ЭДС в измерительном контуре уже не будут уравновешены. На выходе датчика появляется напряжение, величина и фаза которого будут характеризовать смещение х.

Датчик сохраняет свои свойства при замене входа на выход. При этом сигнал датчика образуется как разность ЭДС, наводимых в крайних ω₁ и ω₁' выходных обмотках.

Достоинства:

1) Бесконтактность (нет скользящих контактов).

2) Тепловые шумы малы.

3) Высокая надежность.

4) Малые габариты.

5) Высокая разрешающая способность и коэффициент усиления.

Недостатки:

1) Влияние наводок.

2) Трудности с установкой нуля двухтактных датчиков (иногда приходится ставить компенсаторы).

3) Работают только на переменном токе.

Чувствительность датчика зависит от частоты питающего напряжения и зазора между датчиком и стыком (h). Чем меньше зазор, тем больше чувствительность (рис. 2.4). Следует отметить, что при увеличении зазора чувствительность падает более резко, чем с уменьшением величины питающего напряжения.

Рис. 2.4 Зависимость чувствительности индукционного датчика от частоты питающего напряжения

Наиболее чувствительны индуктивные и индукционные датчики к превышению кромок. Превышение кромок вызывает смещение нуля датчика при отсутствии кривизны стыка. Компенсация смещения нуля от перекоса кромок – наиболее сложная задача при разработке таких датчиков.

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 311; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!