Pomiar przemieszczenia
Plik physical quantitiestakie jak przemieszczenie, prędkość, siła, temperatura itp. są wielkościami nieelektrycznymi. aktywny przetwornik przekształca wielkość fizyczną w sygnał elektryczny. Natomiast przetwornik pasywny przekształca wielkość fizyczną w zmienność elementu pasywnego.
Tak więc w oparciu o wymagania możemy wybrać przetwornik aktywny lub przetwornik pasywny. W tym rozdziale omówimy, jak mierzyć przemieszczenie za pomocą pasywnego przetwornika. Jeśli ciało, które porusza się z jednego punktu do innego punktu w linii prostej, nazywa się długość między tymi dwoma punktamidisplacement.
Mamy następujące three passive transducers
- Przetwornik rezystancyjny
- Przetwornik indukcyjny
- Przetwornik pojemnościowy
Omówmy teraz pomiar przemieszczenia za pomocą tych trzech pasywnych przetworników jeden po drugim.
Pomiar przemieszczenia za pomocą przetwornika rezystancyjnego
Plik circuit diagram przetwornika rezystancyjnego, który służy do pomiaru przemieszczenia pokazano na poniższym rysunku.
Powyższy obwód składa się z potencjometru i źródła napięcia $ V_ {S} $. Można powiedzieć, że te dwa są połączone równolegle względem punktów A i B. Potencjometr ma styk ślizgowy, który można zmieniać. Zatem punkt C jest zmienny. W powyższym obwodzieoutput voltage, $ V_ {0} $ jest mierzone w punktach A i C.
Mathematically, zależność między napięciami i odległościami można przedstawić jako
$$ \ frac {V_ {0}} {V_ {S}} = \ frac {AC} {AB} $$
Dlatego należy połączyć korpus, którego przemieszczenie ma być zmierzone, z kontaktem ślizgowym. Tak więc za każdym razem, gdy ciało porusza się w linii prostej, punkt C również się zmienia. Z tego powodu napięcie wyjściowe $ V_ {0} $ również odpowiednio się zmienia.
W tym przypadku przemieszczenie możemy znaleźć, mierząc napięcie wyjściowe $ V_ {0} $.
Pomiar przemieszczenia za pomocą przetwornika indukcyjnego
Plik circuit diagram przetwornika indukcyjnego, który służy do pomiaru przemieszczenia pokazano na poniższym rysunku.
Transformator obecny w powyższym obwodzie ma uzwojenie pierwotne i dwa uzwojenia wtórne. Tutaj punkty końcowe dwóch uzwojeń wtórnych są ze sobą połączone. Możemy więc powiedzieć, że te dwa uzwojenia wtórne są połączoneseries opposition.
Napięcie, $ V_ {P} $, jest przykładane do pierwotnego uzwojenia transformatora. Niech napięcie rozwijane na każdym uzwojeniu wtórnym wynosi 1 i 2. Napięcie wyjściowe, $ V_ {0} $, jest pobierane przez punkty początkowe dwóch uzwojeń wtórnych.
Mathematically, napięcie wyjściowe, 0 można zapisać jako
$$ V_ {0} = V_ {S1} -V_ {S2} $$
Nazywa się transformator obecny w powyższym obwodzie differential transformerponieważ wytwarza napięcie wyjściowe, które jest różnicą między $ V_ {S1} $ a $ V_ {S2} $.
Jeśli rdzeń znajduje się w pozycji środkowej, to napięcie wyjściowe $ V_ {0} $ będzie równe zero. Ponieważ odpowiednie wielkości i fazy $ V_ {S1} $ i $ V_ {S2} $ są takie same.
Jeśli rdzeń nie znajduje się w pozycji środkowej, to napięcie wyjściowe $ V_ {0} $ będzie miało pewną wielkość i fazę. Ponieważ odpowiednie wielkości i fazy $ V_ {S1} $ i $ V_ {S2} $ nie są równe.
Dlatego powinniśmy połączyć ciało, którego przemieszczenie ma być zmierzone, z centralnym rdzeniem. Tak więc za każdym razem, gdy ciało porusza się w linii prostej, zmienia się centralna pozycja rdzenia. Z tego powodu napięcie wyjściowe $ V_ {0} $ również odpowiednio się zmienia.
W takim przypadku możemy znaleźć plik displacementmierząc napięcie wyjściowe, $ V_ {0} $. Wielkość i faza napięcia wyjściowego, $ V_ {0} $, reprezentuje odpowiednio przemieszczenie ciała i jego kierunek.
Pomiar przemieszczenia za pomocą przetwornika pojemnościowego
Plik circuit diagram przetwornika pojemnościowego, który służy do pomiaru przemieszczenia pokazano na poniższym rysunku.
Plik capacitor, który występuje w powyższym obwodzie ma dwie równoległe płytki. Wśród nich jedna płyta jest nieruchoma, a druga jest ruchoma. Z tego powodu odstępy między tymi dwoma płytami również będą się zmieniać. wartość pojemności zmienia się wraz ze zmianą odstępu między dwiema płytami kondensatora.
Dlatego powinniśmy połączyć ciało, którego displacementmierzy się do ruchomej płytki kondensatora. Tak więc za każdym razem, gdy korpus porusza się w linii prostej, odstępy między dwiema płytami kondensatora są różne. Z tego powodu zmienia się wartość pojemności.