Как работают индуктивные датчики и какими они бывают

В измерительных системах индуктивные датчики служат для преобразования угловых и линейных перемещений в электрический сигнал. Принцип работы этих датчиков основан на изменении значений индуктивного сопротивления и индуктивности чувствительных элементов при изменении их положения относительно друг друга.

Конструктивно индуктивные датчики http://teko-com.ru/catalog/induktivnye-datchiki/ представляют собой катушки индуктивности на магнитопроводящем каркасе и перемещающийся якорь. Датчики с натянутой струной могут быть использованы для проведения высокоточных геодезических измерений в приборах с вертикальным проектированием точек, створных наблюдений, центрирования. Напомним, что индуктивное сопротивление зависит от частоты питающего напряжения и индуктивности катушки.

На практике наиболее удобно использовать двухфазные индуктивные датчики, для которых величина выходного сигнала определяется величиной смещения его подвижных частей относительно каркаса магнитопровода, а направление смещения определяет фазу сигнала. В таких датчиках применяются две катушки индуктивности, которые включены по разностной схеме.

Когда якорь занимает среднее положение индуктивное сопротивление плеч датчика равно друг другу, соответственно разность значений токов, которые протекают через катушки индуктивности, нулевая. В этом случае на выходе прибора не будет никаких сигналов.

В практических целях широко применяется трансформаторная мостовая схема включения индуктивных датчиков. Мостовая схема предусматривает включение нагрузки в одну из диагоналей трансформаторного моста. При смещении якоря изменение выходного напряжения за счет разности токов в плечах датчика носит линейный характер.

С конструктивной точки зрения определенный интерес представляет жидкостный дифференциальный индуктивный датчик, который используется при измерении углов наклона. Здесь сердечник состоит из ампулы цилиндрического уровня, в которой находится жидкость с воздушным пузырьком, имеющая высокую магнитную проницаемость, чем определяется высокое быстродействие и чувствительность таких датчиков.

Стеклянная ампула размещена внутри катушек соленоида, которые подключены в электрическую цепь по мостовой схеме и получают переменный ток от генератора. При изменении угла наклона ампулы цилиндрического уровня воздушный пузырек смещается, что вызывает соответствующие изменения индуктивного сопротивления. Приборы с жидкостным дифференциальным индуктивным датчиком имеют точность измерения до 0,5 °.

Индуктивные датчики отличаются прочной конструкцией, высокой надежностью и значительным коэффициентом усиления, который может достигать нескольких порядков.

Точность измерения угловых и линейных перемещений у индуктивных датчиков очень высокая и может достигать значений в сотые доли угловых секунд или нескольких микрометров. В качестве недостатка индуктивных датчиков можно отметить сложность процесса регулировки при выставлении нулевых значений разности токов на его плечах и на выходе измерительного прибора, а также возможность работы только с переменным током.