การวัดการกระจัด
physical quantitiesเช่นการกระจัดความเร็วแรงอุณหภูมิและอื่น ๆ ล้วนเป็นปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้า ตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานอยู่จะแปลงปริมาณทางกายภาพเป็นสัญญาณไฟฟ้า ในขณะที่ตัวแปลงสัญญาณแบบพาสซีฟจะแปลงปริมาณทางกายภาพเป็นรูปแบบในองค์ประกอบแฝง
ดังนั้นตามข้อกำหนดเราสามารถเลือกตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานอยู่หรือตัวแปลงสัญญาณแบบพาสซีฟ ในบทนี้ให้เราพูดถึงวิธีการวัดการกระจัดโดยใช้ตัวแปลงสัญญาณแบบพาสซีฟ ถ้าร่างกายที่เคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งเป็นเส้นตรงความยาวระหว่างจุดทั้งสองนั้นจะเรียกว่าdisplacement.
เรามีดังต่อไปนี้ three passive transducers
- Resistive Transducer
- ตัวแปลงสัญญาณอุปนัย
- ตัวแปลงสัญญาณ Capacitive
ตอนนี้ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับการวัดการกระจัดด้วยตัวแปลงสัญญาณพาสซีฟสามตัวนี้ทีละตัว
การวัดการกระจัดโดยใช้ Resistive Transducer
circuit diagram ของตัวแปลงสัญญาณตัวต้านทานซึ่งใช้ในการวัดการกระจัดแสดงไว้ในรูปด้านล่าง
วงจรข้างต้นประกอบด้วยโพเทนชิออมิเตอร์และแหล่งจ่ายแรงดัน $ V_ {S} $ เราสามารถพูดได้ว่าทั้งสองเชื่อมต่อแบบขนานกับจุด A & B โพเทนชิออมิเตอร์มีหน้าสัมผัสแบบเลื่อนซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นจุด C จึงเป็นตัวแปรหนึ่ง ในวงจรด้านบนoutput voltage, $ V_ {0} $ ถูกวัดจากจุด A & C
Mathematicallyความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและระยะทางสามารถแสดงเป็น
$$ \ frac {V_ {0}} {V_ {S}} = \ frac {AC} {AB} $$
ดังนั้นเราควรเชื่อมต่อร่างกายที่จะวัดการกระจัดกับหน้าสัมผัสบานเลื่อน ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ร่างกายเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงจุด C ก็แตกต่างกันไปเช่นกัน ด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าขาออก $ V_ {0} $ จึงเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย
ในกรณีนี้เราสามารถหาการกระจัดได้โดยการวัดแรงดันขาออก $ V_ {0} $
การวัดการกระจัดโดยใช้ตัวแปลงสัญญาณอุปนัย
circuit diagram ของตัวแปลงสัญญาณอุปนัยซึ่งใช้ในการวัดการกระจัดแสดงไว้ในรูปด้านล่าง
หม้อแปลงที่อยู่ในวงจรด้านบนมีขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิสองเส้น ที่นี่จุดสิ้นสุดของขดลวดทุติยภูมิสองเส้นจะรวมเข้าด้วยกัน ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าขดลวดทุติยภูมิทั้งสองนี้เชื่อมต่อกันseries opposition.
แรงดันไฟฟ้า $ V_ {P} $ ถูกนำไปใช้กับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง ให้แรงดันไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นสำหรับขดลวดทุติยภูมิแต่ละขดลวดคือ 1 และ 2 แรงดันเอาต์พุต $ V_ {0} $ จะถูกนำข้ามจุดเริ่มต้นของขดลวดทุติยภูมิสองขดลวด
Mathematically, แรงดันขาออก, 0 สามารถเขียนเป็น
$$ V_ {0} = V_ {S1} -V_ {S2} $$
เรียกว่าหม้อแปลงที่อยู่ในวงจรด้านบน differential transformerเนื่องจากมันสร้างแรงดันไฟฟ้าขาออกซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่าง $ V_ {S1} $ และ $ V_ {S2} $
หากแกนอยู่ที่ตำแหน่งกลางแรงดันขาออก $ V_ {0} $ จะเท่ากับศูนย์ เนื่องจากขนาดและเฟสของ $ V_ {S1} $ และ $ V_ {S2} $ นั้นเท่ากัน
หากแกนกลางไม่อยู่ที่ตำแหน่งกลางแรงดันเอาต์พุต $ V_ {0} $ จะมีขนาดและเฟส เนื่องจากขนาดและเฟสของ $ V_ {S1} $ และ $ V_ {S2} $ จึงไม่เท่ากัน
ดังนั้นเราควรเชื่อมต่อร่างกายที่จะวัดการกระจัดกับแกนกลาง ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ร่างกายเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงตำแหน่งกลางของแกนกลางจะแตกต่างกันไป ด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าขาออก $ V_ {0} $ จึงเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย
ในกรณีนี้เราสามารถค้นหาไฟล์ displacementโดยการวัดแรงดันขาออก $ V_ {0} $ ขนาดและเฟสของแรงดันเอาต์พุต $ V_ {0} $ แสดงถึงการกระจัดของร่างกายและทิศทางตามลำดับ
การวัดการกระจัดโดยใช้ Capacitive Transducer
circuit diagram ของตัวแปลงสัญญาณคาปาซิทีฟซึ่งใช้ในการวัดการกระจัดแสดงไว้ในรูปด้านล่าง
capacitorซึ่งมีอยู่ในวงจรด้านบนมีแผ่นขนานสองแผ่น ในนั้นแผ่นหนึ่งได้รับการแก้ไขและอีกแผ่นหนึ่งเป็นแผ่นที่เคลื่อนย้ายได้ ด้วยเหตุนี้ระยะห่างระหว่างจานทั้งสองนี้ก็จะแตกต่างกันไปด้วย ค่าของความจุจะเปลี่ยนไปเมื่อระยะห่างระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุสองแผ่นเปลี่ยนไป
ดังนั้นเราจึงควรเชื่อมต่อร่างกายที่ displacementจะต้องวัดกับแผ่นที่เคลื่อนย้ายได้ของตัวเก็บประจุ ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ร่างกายเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงระยะห่างระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุทั้งสองจะแตกต่างกันไป ด้วยเหตุนี้ค่าความจุจึงเปลี่ยนไป