Генераторные датчики

В генераторных датчиках широко используют чувствительные элементы с термоэлектрическим (термопара) и пьезоэлектрическим (пьезоэлемент) эффектами.

Термопара. Термопара (рис. 6.8) имеет два электрода А и Б из разнородных металлов и их сплавов (медь–константан, хромель– алюмель, вольфрам–молибден и др.). Принцип действия термопары заключается в том, что если место спая (сварки) и концы термоэлектродов с подключенным милливольтметром mV поместить в среды с различными температурами t₁ иt₂, то в цепи возникает э.д.с., пропорциональная разности этих температур. При этом место спая электродов помещается в зону контролируемой температуры t₁. Термопары используют для измерения температур в широких пределах (100 - 2000 °С). Для измерения термо-э.д.с. в комплекте с термопарами в качестве вторичных приборов применяются магнитоэлектрические милливольтметры и автоматические потенциометры.

Пьезоэлемент (рис. 6.9) состоит из монокристалла пьезоэлектрика 1 (кварц, сегнетовая соль, турмалин и др.) и металлических электродов 2. Под воздействием давления Р на контактирующих поверхностях кристалла появляются заряды, величина которых пропорциональна давлению. При этом размеры и число пластин кристаллов выбирают из расчета прочности и требуемой величины заряда. Применяются пьезодатчики для измерений быстропротекающих динамических процессов при ударных нагрузках, вибрациях и т. п.

Индукционные датчики служат для преобразования линейных или угловых перемещений в индуктированную э.д.с., пропорциональную скорости изменения потокосцепления. Индукционный датчик (рис. 6.10) состоит из стального сердечника 4, катушки 3 и кольцевого постоянного магнита 2. При линейном перемещении якоря 1 и пересечении магнитного потока в катушке индуктируется э.д.с., прямо пропорциональная скорости перемещения и обратно пропорциональная зазору между сердечником и якорем.

Тахогенераторы (малогабаритные генераторы) используют в качестве датчиков, преобразующих контролируемую частоту вращения (угловую частоту) в э.д.с. Они бывают постоянного и переменного (асинхронные) тока.

Тахогенераторы постоянного тока выпускают с обмоткой независимого возбуждения и с постоянными магнитами. Последние не нуждаются в источнике питания. Недостаток тахогенераторов постоянного тока – наличие коллектора и щеток, снижающих надежность работы.

Асинхронные тахогенераторы (рис. 6.11) по конструкции подобны двухфазным асинхронным двигателям, только их роторы выполняют в виде тонкостенного металлического цилиндра. Две обмотки статора тахогенератора смещены на 90° относительно друг друга. К обмотке 1 подводят напряжение питания U, а к обмотке 2 (измерительной) через выпрямитель или часть схемы управления подключают вольтметр. При подаче напряжения питания постоянной величины и частоты пульсирующий магнитный поток, пересекая ротор, в измерительной обмотке индуктирует э.д.с., пропорциональную частоте вращения ротора, приводимого в движение контролируемой машиной или механизмом.