Гольдман В. С. и Сахаров Ю. И.
Индуктивно-частотные преобразователи неэлектрических величин
БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 289
ЭНЕРГИЯ
МОСКВА
1968
Редакционная коллегия: И. В. Антик, А. И. Бертинов, А. А. воронов, Д. А. Жучков, Л. М. Закс, В. С. Малов, В Э. Низе, О В. Слежановский, Б. С. Сотсков, Ф. Е. Темников, А. С. Шаталов
В книге дан теоретический анализ и показано практическое применение индуктивно-частотных преобразователей неэлектрических величин. Особое внимание уделено методике расчета и выбора оптимальных параметров преобразователя частоты, обеспечивающих заданные метрологические и динамические свойства приборов.
Приводятся схемы приборов для контроля различных технологических параметров в промышленности, а также приборов для измерений в биологии и медицине.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся вопросами автоматизации производства в промышленности, а также разработкой измерительной аппаратуры для биологии и медицины.
Гольдман В. С. и Сахаров Ю. И. Индуктивно-частотные преобразователи неэлектрических величин. Москва, «Энергия», 1968. Библиотека по автоматике, выпуск 289.
Издательство Энергия
Московская типография № 10 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Содержание книги
Индуктивно-частотные преобразователи неэлектрических величин
Введение
Глава первая. Измерительные генераторы
Глава вторая. Первичные преобразователи информации (датчики)
2-1. Общие положения
2-2. Параметры катушки первичного элемента без сердечника
2-3. Основные свойства ферромагнитных веществ на высоких частотах
2-4. Параметры цилиндрических ферритовых сердечников в магнитном поле
2-5. Влияние нестабильности магнитной проницаемости феррита на частоту генератора
2-6. Расчет индуктивного датчика с разомкнутой магнитной цепью
Глава третья. Частотные дискриминаторы
3-1. Общие положения
3-2. Простейшие частотно-зависимые цепи. Балансный дискриминатор
3-3. Дискриминатор с двумя взаимно расстроенными контурами
3-4. Дискриминатор с двумя связанными контурами
3-5. Другие схемы дискриминаторов
3-6. Выбор типа дискриминатора для измерительных схем
Глава четвертая. Индуктивно-частотные преобразователи с дискретным выходом. Линеаризация выходной характеристики преобразователя
Глава пятая. Приборы для контроля волнистости деталей
5-1. Общие положения
5-2. Профилограф с чернильной записью
5-3. Волнограф
5-4. Волноскоп
Глава шестая. Приборы для контроля различных технологических параметров
6-1. Автомат для сортировки собранных подшипников по радиальному зазору
6-2. Автомат для сортировки подшипников по биениям
6-3. Прибор для контроля диаметра желоба в процессе шлифование
6-4. Прибор для центрирования инструмента при сверхдоводке
Глава седьмая. Приборы для измерения физиологических параметров
7-1. Приборы для измерения внутриглазного давления
7-2. Электроманометр
7-3. Трехканальный электрограф
Литература
Введение
Техника измерений неэлектрических величин электрическими методами достигла в настоящее время высокого уровня развития. Различные по своей физической природе величины, поступая на вход специальных устройств, преобразуются ими в напряжение, переменного или постоянного тока, а также в частоту, фазу или период электрических колебаний.
Широкое распространение получили индуктивные первичные преобразователи линейных перемещений. Они просты по конструкции, надежны в работе и обладают значительной универсальностью, так как именно перемещение является параметром, который характеризует обширный класс неэлектрических величин: давление, расход, вибрацию, температуру и т. д. Перемещение характеризует также качество обработки поверхности деталей и является входной величиной в системах автоматического контроля размеров.
Индуктивные датчики используются с различными измерительными схемами: дифференциальными, мостовыми, логометрическими. Большой класс составляют устройства с частотным преобразованием сигнала, в которых датчик является элементом частотно-зависимой цепи. Изменение параметра датчика непосредственно влияет на частоту собственных колебаний этой цепи.
Настоящая работа посвящена рассмотрению устройств с индуктивным первичным элементом, в которых управляемые частотно-зависимые цепи работают в режиме автоколебаний. Такие устройства будем в дальнейшем называть индуктивно-частотными преобразователями. Это определение указывает на тип датчика и на способ преобразования сигнала, поступающего с него на вход измерительной схемы.
Индуктивно-частотные преобразователи относятся к классу генераторных электромеханических преобразователей (в отличие от генераторных преобразователей, управляемых током или напряжением).
Классификация генераторных преобразователей представлена ниже. Приведенная классификация указывает место индуктивно-частотных преобразователей среди, других генераторных преобразователей.
Обычно при рассмотрении генераторных преобразователей главное внимание уделяется емкостным [Л. 1] или токовихревым приборам [Л. 2]. Эти приборы в данной работе рассматриваться не будут.
Некоторые сведения о построении генераторных преобразователей с переменной индуктивностью имеются в [Л. 35, 36]. Однако подробный анализ этих преобразователей отсутствует, и примеры использования их в конкретных измерительных приборах единичны. Индуктивно-частотные преобразователи могут быть выполнены как с аналоговым, так и с дискретным выходом. Настоящая работа посвящена в основном рассмотрению индуктивно-частотных преобразователей с аналоговым выходом, имеющих ряд преимуществ по сравнению с другими аналоговыми измерительными устройствами.
В настоящее время имеет место тенденция развития дискретных измерительных систем. В работе рассмотрены основные положения проектирования индуктивно-частотных преобразователей с дискретным выходом, однако более детальное исследование этих вопросов выходит за рамки настоящей работы. Авторы надеются рассмотреть их в дальнейшем.
При построении индуктивно-частотных преобразователей необходимо в комплексе решать вопросы обеспечения высокой стабильности электронного измерительного генератора, установления критериев для выбора конструкции первичного элемента, а также обеспечения высоких динамических свойств и миниатюрности первичного преобразователя.
В связи с использованием ферритов в качестве материала для магнитопроводов датчиков существенной становится оценка свойств различных неметаллических ферромагнетиков в переменных магнитных полях, обоснование оптимального выбора материала первичного элемента и установление дестабилизирующих факторов.
Весьма важным является вопрос линеаризации характеристики преобразователя по частоте на значительном участке перемещений подвижного элемента и рассмотрение особенностей работы измерительных дискриминаторов в схемах преобразователей с аналоговым выходом.
Некоторые из перечисленных вопросов нашли отражение в разных работах, но рассматриваются в них без учета специфических требований, возникающих при проектировании устройств измерительной техники. Задачей авторов являлось не только обобщение разрозненных сведений, необходимых для разработки индуктивно-частотных преобразователей. Значительная часть материала базируется на результатах проводившихся в течение ряда лет работ по выбору и обоснованию измерительных схем с индуктивно-частотными преобразователями, а также их расчету и практическому применению.
В последних главах книги приведены электронные схемы, конструкции датчиков и технические характеристики приборов с индуктивно-частотными преобразователями для контроля различных параметров в промышленности, биологии и медицине. Все приборы сгруппированы по их назначению. Описания приборов сопровождаются необходимыми сведениями о специфике контроля того или иного параметра.
Авторы выражают благодарность канд. техн. наук Н. М. Старобинскому за тщательный просмотр рукописи и ряд ценных замечаний.
Скачать книгу "Индуктивно-частотные преобразователи неэлектрических величин". Москва, издательство "Энергия", 1968
|
