Analogowe i cyfrowe sposoby pomiaru przesunięć

Pomiary przesunięć liniowych lub kontowych. Najprostszymi przetwornikami są potencjometry. Potencjometry stosowane są głównie w układach laboratoryjnych, gdzie nie są narażone na działanie wilgoci, wibracji, zapylenia:

- mierzone bez poboru prądu! (np. cyfrowym mier.)

Tego rodzaju przetworniki są stosowane w kompensatorach równoważonych automatycznie.
Pojemnościowe przetworniki przesunięć (przemieszczeń).
Przetwornikiem pojemnościowym –jest kondensator, którego pojemność zmienia się pod wpływem przesunięcia któregoś z jego elementów.

ε0 –przenikalność dielektryczna próżni
ε –przenikalność względna dielektryka
A –pole powierzchni okładek kondensatora
l –odległość między okładkami

Przetworniki pojemnościowe należą do najdokładniejszych najczulszych przetworników pomiarowych przesunięcia. Mierzą przesunięcia poniżej 1µm.
Pojemności kondensatorów wynoszą od kilku pF do kilkuset pF.
Zmianę pojemności kondensatora mierzy się w układzie mostka prądu zmiennego.
Przykłady:


W praktyce najczęściej wykorzystywane są tzw. Różnicowe przetworniki pojemnościowe, które cechuje większa czułość:


Układy mostka współpracujące z przetwornikami różnicowymi:





Indukcyjnościowe przetworniki przemieszczeń liniowych.

Zasada działania:
Zasada polega na wykorzystaniu zmian indukcyjnosci własnej L lub wzajemnej M obwodów elektrycznych pod wpływem zmian przemieszczenia elementu ruchomego przetwornika.
Zalety przetworników: -prostota konstrukcji
-niski koszt wykonania
-wysoka czułość
-silny sygnał wyjściowy
Przetwornik impedancyjny dławikowy:

Przetwornik impedancyjny solenoidalny:





Przetwornik impedancyjny magnetosprężysty:
W przetworniku tym rdzeń ferromagnetyczny poddawany jest działaniu siły w wyniku czego zmienia się jego przenikalność magnetyczna w ślad za tym indukcyjność własna cewki.

Materiały rdzeni:
1) a) permaloy Fe+Ni 2) Blacha transformatorowa
b) permalloj Ni 65% (działa na ściskanie)
c) permaloj Ni 75% 3) Czysty nikiel
(działa na ściskanie i słabiej na rozciąganie) (jednakowo na ściskanie i rozciąganie)

Zastosowanie przetworników magnetosprężystych:
a) w budownictwie okrętowym do kontroli obciążenia wałów
b) w walcowniach do pomiaru nacisków
c) w budowlach betonowych i zaporach wodnych do pomiaru ciśnień
Przetwornik transformatorowy:
W przetworniku tym ruchomym elementem jest rdzeń ferromagnetyczny, którego przemieszczanie się zmienia sprzężenie magnetyczne między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym.



Właściwiej byłoby nazwać napięcie U2 siłą elektromotoryczną e2, ponieważ mierzone ono jest przyrządami nie pobierającymi prądu.

Przetwornik transformatorowy różnicowy.
Tego typu przetworniki są głównie stosowane w pomiarach wielkości nieelektrycznych ze względu na wyższą czułość niż przy przetwornikach zwykłych.

Przemieszczenie rdzenia np. ku górze powoduje silniejsze sprzężenie magnetyczne między uzwojeniem pierwotnym a górną połówką uzwojenia wtórnego. Wzrasta więc wartość siły elektromotorycznej e2 a jednocześnie maleje e3. Zmiana napięcia wyjściowego Uwy jest w ten sposób wzmacniana w porównaniu ze zwykłym przetwornikiem jednym uzwojeniu wtórnym.