Лекция: Конструкції реостатних давачів

На рис.3, а показана конструкція давача лінійних переміщень штокового типу.

Рис.3 –Давачі параметрів руху з реостатними перетворювачами

Основними елементами давача є реостатний перетворювач 1 з рухомою контактною щіткою 2, шток 3 з профільованою канавкою, повзунок 4 із закріпленим в ньому штифтом 5. Під час переміщення досліджуваного об'єкта, який знаходиться в механічному контакті зі штоком, лінійно переміщується в підшипниках корпуса та кришки і сам шток. За допомогою профільованої канавки лінійне переміщення штока перетворюється в кутове переміщення повзунка та щіток реостатного перетворювача. Щітка, ковзаючи по обмотці реостата, змінює його вихідний опір залежно від вимірюваного переміщення. У Давачі передбачені змінні штоки, які мають гвинтові канавки з різними кроками, що дає змогу застосовувати давач для вимірювань переміщень від одиниць міліметра до десятків сантиметрів. Максимальна похибка давача не перевищує 3 %.

Давач лінійного акселерометра (рис. 3, б) має чутливий елемент у вигляді інерційної маси 1, закріпленої в центрі пружної мембрани 2, яка по периметру кріпиться до корпусу. Корпус давача встановлюється на об'єкті, прискорення якого вимірюють. Інерційна маса безпосередньо зв'язана з повзунком реостатного перетворювача. Якщо відсутнє при­скорення, інерційна маса займе середнє (центральне) положення. Якщо ж об'єкт рухається зі сталим лінійним прискоренням, то інерційна маса переміщується на певну відстань х від центрального положення, при котрій сила інерції F=-ma (тут т — інерційна маса, а — прискорення досліджуваного об'єкта) зрівноважується силою пружності мембрани Fnp.

Зауважимо, що в таких перетворювачах геометрична вісь інерцій­ної маси повинна збігатись з напрямком вектора вимірюваного прискорення.

Для заспокоєння коливань інерційної маси передбачений рідинний заспокоювач. Як перетворювач переміщень інерційної маси викорис­товують реостатний перетворювач.

Якщо інерційна маса знаходиться в центральному положенні, напруга на виході перетворювача дорівнюватиме нулю. При зміщенні інерційної маси в той чи інший бік залежно від напряму вимірюваного прискорення на виході перетворювача виникає напруга, значення та полярність якої відповідає значенню та напряму вимірюваного прискорення.

Лінійний акселерометр (рис. 4) має інерційну систему, що складається із інерційної маси 1 та циліндричних пружин 3 і реостатного вторинного перетворювача. Інерційна маса під дією ви­мірюваного прискорення може переміщуватись уздовж своєї осі в на­прямних 2. Протидійний момент створюється циліндричними пружи­нами, а заспокоєння внаслідок руху рухомої частини в рідині. Реостат­ний перетворювач переміщень умонтований в самій інерційній масі, а струмознімальний контакт — на корпусі акселерометра. У такому перетворювачі геометрична вісь інерційної маси також повинна збіга­тись з напрямком вектора вимірюваного прискорення.

Рис.4 – Давач реостатного акселерометра

Якщо відсутнє прискорення, інерційна маса буде займати поло­ження, при якому повзунок реостатного перетворювача буде знаходи­тись у центрі.

Якщо реостатний перетворювач живиться від джерела постійної напруги, значення та полярність вихідної напруги будуть визначати величину та напрям прискорення досліджуваного об'єкта.

На рис. 5 показана конструкція давача тиску з реостатним пере­творювачем.

Первинним перетворювачем тут є скручена трубка 1, котра під дією вимірюваного тиску розпрямляється, а незакріплений кінець труб­ки здійснює обертальний рух. Рухомий кінець трубки через систему передач з'єднаний з повзунком 2 реостатного перетворювача 3. Оче­видно, що значення вихідного опору буде певною функцією вимі­рюваного тиску.

Рис.5 – Давач реостатного манометра

Контрольні запитання:

1. Застосування та принцип дії реостатних перетворювачів механічних величин. Основні вимоги до них.
2. Охарактеризуйте вимірювальні кола реостатних перетворювачів.
3. Особливості будови та принцип дії реостатного давача лінійних переміщень.
4. Особливості будови та принцип дії реостатного давача лінійного акселерометра.
5. Особливості будови та принцип дії давача реостатного манометра.