Журнал "Домашняя лаборатория", 2006 №12 - [15]

Основные факторы, дестабилизирующие работу преобразователя, — изменение напряжения питания и температуры. Поэтому питать преобразователь следует от стабилизатора напряжения. Температурная погрешность устройства в интервале от +5…40 °C не превышает 5 % на каждые 10 °C, причем смещение нулевой точки отсутствует, что особенно важно при использовании преобразователя для индикации рассогласования в компенсационных измерительных системах.

Чувствительность измерителя изменяется незначительно при изменении емкости конденсаторов измерительного моста в пределах от 0,01 до 0,18 мкФ (рис. 3). При этом автоматически устанавливается резонансная частота, определяемая параметрами последовательных LC-цепей. Изменение индуктивности каждой из обмоток, вызванное перемещением якоря в рабочем зазоре, не превышает 10 % номинального значения. Поскольку смещение якоря от нейтрального положения вызывает увеличение индуктивности одной из обмоток и уменьшение индуктивности другой на одно и то же значение, то резонансная частота практически не изменяется. От напряжения питания она зависит очень слабо. Результаты экспериментальных исследований показывают, что при изменении напряжения питания на 33 % уход частоты не превышает 0,25 %.

Описанный измеритель отличается от известных простотой устройства, экономичностью, высокими метрологическими характеристиками и с успехом применяется в высокоточных микробарометрах, выпускаемых рижским опытным заводом "Гидрометприбор". Он может быть использован при точных измерениях перемещения и в других областях техники.

Основные технические характеристики

Рабочий интервал перемещения, мм… +-0,5

Разрешающая способность, мм, не хуже… 1Е10-7

Температурная погрешность, мм/°С… 3E10-3

Потребляемая мощность, Вт… 7Е10-3

Трансформатор Т1 генератора намотан на магнитопроводе Ш4x4 из феррита 2000НМ и содержит три обмотки по 100 витков провода ПЭВ-1 0,12. Катушки L1, L2 датчика состоят из 500 витков провода ПЭВ-1 0,12 каждая. Магнитопровод датчика — два блока Ш4x4 из феррита 2000НМ. Индикатор Р1 — микроамперметр М4205 с током полного отклонения стрелки 30 мкА и нулем посредине шкалы.

Обе части магнитопровода датчика с катушками крепят к основанию посредством специальных скоб с винтами, позволяющих изменять величину воздушного зазора. Его устанавливают с помощью калиброванных пластин. Якорь датчика изготовлен из пермаллоя и имеет сечение 5x0,3 мм.

В преобразователе могут быть использованы практически любые маломощные транзисторы и диоды. Однако применение кремниевых приборов связано с увеличением падения напряжения на р-n переходах, что требует увеличения напряжения питания.

При номиналах и типах элементов, указанных на схеме рис. 1, измеритель потребляет ток около 5 мА, а его чувствительность при воздушном зазоре 2h = 1 мм в магнитопроводе датчика и сопротивлении микроамперметра 0,5 кОм равна 3,5 мкА/мкм, что почти в десять раз превышает чувствительность известных датчиков при равнозначных начальных условиях и соответствует требованиям прецизионных измерений перемещения подвижных элементов барометрических приборов. При использовании описанного прибора в компенсационных измерительных системах стабилизировать напряжение питания не требуется.

Устройство для обнаружения движущихся металлических предметов

Тенев Л.

_{Радио, телевизия, електроники. 1986, У 12.}

Принцип действия описываемого устройства основан на влиянии вихревых токов, возникающих в металлическом предмете, на добротность катушки, создающей магнитное поле. Его можно использовать для выявления нежелательных металлических предметов в движущейся массе какого-либо сырья или готовой продукции, для подсчета металлических деталей или числа транспортных средств, следующих через контрольный пункт и т. д.

Принципиальная схема устройства изображена на рисунке. Оно состоит из генератора (VT1, VT2), узла обработки его сигнала (VT3, DA1) и электронного реле (VT4, VT5, К1). Датчиком служит катушка L1. образующая с конденсаторами С1 и С2 колебательный контур генератора. Транзистор VT2 выполняет функции источника стабильного тока и динамической нагрузки транзистора VT1. Амплитуда генерируемых колебаний стабилизируется благодаря подаче на затвор этого транзистора (через интегрирующую цепь R4C6R5 и катушку L1) постоянной составляющей выпрямленного диодами VD1, VD2 выходного напряжения генератора.

Узел обработки сигнала содержит эмиттерный повторитель на транзисторе VT3, выпрямитель, выполненный по схеме удвоения напряжения на диодах VD3, VD4, интегрирующие цели R9C11R11С13 и R10C12R12C14 с разными постоянными времени и компаратор на ОУ DA1. В установившемся режиме выходное напряжение компаратора равно 0, транзисторы VT4. VT5 закрыты и реле К1 обесточено.

В момент включения питания потенциал затвора транзистора VT1 равен 0, его крутизна максимальна и генератор самовозбуждается. По мере зарядки конденсатора С6 амплитуда колебаний плавно уменьшается и через несколько секунд стабилизируется на некотором уровне. Примерно к этому же времени устанавливается нулевое напряжение на выходе ОУ DA1.

При приближении металлического предмета к катушке L1 потери в контуре L1C1С2 возрастают и амплитуда генерируемых колебаний на некоторое время (определяется параметрами элементов цепи R4C6R5) падает. В результате напряжение на выходе выпрямителя (VD3, VD4), а с небольшой задержкой — и на инвертирующем входе ОУ DA1 уменьшается, и поскольку потенциал его другого входа к этому времени измениться не успевает (из-за большей постоянной времени цепи R10C12R12C14), выходное напряжение компаратора скачком понижается. При этом открываются транзисторы VT4, VT5, и реле К1 срабатывает, подавая команду на остановку ленты транспортера или включая сигнализацию.