Реостатные преобразователи линейных и угловых перемещений. Конструкция. Области применения (лекция)

измерительный преобразователь в виде реостата, сопротивление которого изменяется (вследствие перемещения подвижного контакта) пропорционально измеряемой величине (линейному или угловому перемещению). Применяется в следящих электроприводах, как датчик перемещения и др.

Реостатный датчик - это прецизионный (особо точный) реостат, движок которого перемещается под действием измеряемой величины. Входной величиной X датчика является линейное или угловое перемещение движка (отсюда и название датчика - датчик перемещений), выходной - изменение его сопротивления. На рис. 1 схематически показаны некоторые варианты конструкций реостатных датчиков для линейного и углового перемещений. Датчики состоят из каркасов, на которые намотан провод, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, и токосъемного движка (контактной щетки), который касается провода. Для обеспечения электрического контакта обмотка в месте касания зачищается от изоляции. Движок прижимается к обмотке за счет силы упругости. Далее будем рассматривать только датчики линейных перемещений. Все полученные результаты справедливы и для датчиков угловых перемещений.

Далее реостатный датчик линейных перемещений будем условно изображать в виде переменного резистора (рис. 2), длина l которого соответствует длине обмотки реостата (рис. 1, а). Перемещение X обычно привязывают к перемещению движка реостата относительно начала (рис. 2, а) или середины (рис. 2, б) его обмотки. Если за положительное направление перемещения X считать перемещение движка слева направо, то в первом случае (рис. 2, а) значение X изменяется от нуля до l, а во втором (рис. 2, б) – от – l/ 2 до + l/ 2 (при этом X = 0, когда положение движка соответствует середине обмотки).

Работа реостатного датчика основана на зависимости электрического сопротивления проводника от его длины. Если перемещение X отсчитывать относительно крайнего вывода реостата, т.е. начала обмотки, то с увеличением значения X пропорционально увеличивается число витков (W1) на участке обмотки, принадлежащем X, увеличивается длина провода, соответствующая X, и сопротивление R1

При сопротивлении одного витка, равном R0, получаем:

Сопротивление всей обмотки реостата