Un transducteur inductif : fonctionnement et ses applications

Un appareil capable de convertir une forme d'énergie en une autre forme s'appelle un transducteur. Cela signifie qu'un transducteur a la capacité de convertir un signal d'une forme en une autre. Ceux-ci sont principalement utilisés pour les systèmes d'automatisation, de mesure et de contrôle, car le signal électrique doit être converti en quantités physiques telles que la force, le couple, le mouvement, etc. Un moteur électrique, une cellule solaire, une ampoule à incandescence, un microphone, etc. sont des exemples de transducteurs. Un transducteur peut être électrique ou mécanique. Un transducteur électrique peut convertir l'énergie physique en énergie électrique. Un transducteur mécanique peut convertir l'énergie électrique en énergie mécanique. Cet article décrit un transducteur inductif, qui est un transducteur électrique. Une auto-inductance ou une inductance mutuelle est variée pour mesurer les quantités physiques requises telles que le déplacement (rotatif ou linéaire), la force, la pression, la vitesse, le couple, l'accélération, etc. Ces quantités physiques sont notées comme des mesurandes. Le transducteur différentiel à variable linéaire (LVDT) est un exemple de transducteur inductif. En utilisant LVDT, le déplacement est mesuré en termes de tension induite dans l'enroulement en déplaçant le noyau dans une direction. Types de transducteurs inductifs Les transducteurs inductifs peuvent être de type passif ou de type auto-générant. Le tachymètre est l'exemple d'un transducteur inductif auto-générant. Le LVDT est un exemple de transducteur inductif de type passif. Les transducteurs inductifs sont divisés en deux types. Ils sont de type à inductance simple. Dans ce type de transducteur, une seule bobine est utilisée pour mesurer le paramètre requis. Le changement de déplacement modifie la perméabilité du flux produit dans le circuit entraîne une modification de l'inductance de la bobine et de la sortie. La sortie peut être calibrée en fonction du mesurande à mesurer. Le circuit d'un type à inductance simple est illustré ci-dessous. Le type d'inductance unique est à nouveau divisé en deux types.Type d'inductance simple Type d'inductance à simple bobine Lorsque l'armature du circuit est déplacée, l'entrefer entre les matériaux magnétiques et la perméabilité du flux produit dans le circuit changent. Il en résulte un changement de l'inductance dans le circuit. Ce type est principalement utilisé pour compter le nombre d'objets. Le circuit d'un type d'inductance à simple bobine est illustré ci-dessous. Circuit de type inductif à bobine creuseLe noyau magnétique peut être déplacé à l'intérieur du matériau creux, qui a une bobine enroulée autour du matériau magnétique creux La sortie est proportionnelle à l'entrée et elle peut être calibrée en termes de mesurande. L'entrefer décide du changement du champ magnétique des bobines et de la liaison de flux. Transducteurs à inductance mutuelle (deux bobines) Dans ce type, deux bobines sont utilisées pour l'induction mutuelle. Un pour générer l'excitation et un autre pour la sortie. La différence de tension entre les deux bobines dépend du mouvement de l'armature. Lorsque la position de l'induit est modifiée en se connectant à l'élément mécanique mobile, l'inductance change. L'entrefer entre l'armature et le matériau magnétique ainsi que la tension induite dans la bobine dépendent du changement de position de l'armature. Ce type est également appelé transducteur différentiel inductif mutuel.Transducteur à inductance mutuelle Principe de fonctionnement du transducteur inductif Généralement, les transducteurs inductifs fonctionnent sur le principe du changement de l'auto-inductance d'une bobine, du changement de l'inductance mutuelle des deux bobines et de la production de courants de Foucault. La différence de tension et le changement d'inductance résultent du changement de flux dans les bobines (bobines secondaires ou primaires). Le principe de fonctionnement du transducteur inductif est expliqué ci-dessous. Modification de l'auto-inductance Considérez l'auto-inductance de la bobine be,L = N2/RLe l'expression de la réluctance de la bobine est, R = l/µAL = N2µA/lL = N2µGWhere 'N' représente le nombre de tours'R' représente la réticence du circuit magnétique'μ' représente la perméabilité de la bobine (milieu dans et autour de la bobine)G= A/l = facteur de forme géométrique'A' représente une section transversale de la bobine'l' représente la longueur de la bobineÀ partir des équations ci-dessus, nous pouvons observer que l'auto-inductance peut être modifiée ou modifiée en changeant le nombre de tours, ou le facteur de forme géométrique ou la perméabilité de la bobine. Le déplacement peut être mesuré directement en termes d'inductance en modifiant l'un des paramètres ci-dessus (tours, facteur de forme, perméabilité). Nous pouvons également étalonner l'instrument par rapport au mesurande. Modification de l'inductance mutuelleTransducteurs inductifs également sur le principe de l'inductance mutuelle de plusieurs bobines.Nous considérons les deux bobines, qui ont l'auto-inductance L1 et L2 L'inductance mutuelle des bobines est donnée par,M = K √L1L2Où « K » représente le coefficient de couplage. Par conséquent, l'inductance mutuelle peut être modifiée en faisant varier l'auto-inductance des bobines individuelles ou en modifiant le coefficient de couplage. Le facteur K dépend de la distance et de l'orientation des bobines. Pour mesurer le déplacement, une bobine est fixe et l'autre bobine est reliée à un objet mobile. Lorsque l'objet se déplace, le facteur K change, ce qui entraîne une modification de l'inductance mutuelle dans les bobines. Ce changement peut être calibré en termes de déplacement pour un instrument. Production de courants de Foucault La production de courants de Foucault dans le transducteur inductif peut être variée en changeant la plaque conductrice placée près de la bobine. Lorsque la plaque conductrice est placée près de la bobine qui transporte le courant alternatif, des courants de Foucault sont induits dans la plaque qui a son propre champ magnétique agit contre la bobine. La plaque conductrice qui transporte le courant circulant est appelée courant de Foucault. Lorsque la plaque conductrice est rapprochée de la bobine, le courant de Foucault est produit avec son propre flux magnétique, ce qui réduit le flux magnétique de la bobine et l'inductance. Lorsque la distance entre la bobine et la plaque conductrice diminue, des courants de Foucault plus élevés sont produits et une réduction plus importante de l'inductance de la bobine et vice versa. Par conséquent, le changement d'inductance peut être mesuré en déplaçant la plaque conductrice. Ce changement peut être calibré pour mesurer la quantité physique appelée déplacement dans un instrument.Avantages/Inconvénients du transducteur inductifLes avantages du transducteur inductif sont les suivants.Les transducteurs inductifs peuvent fonctionner dans toutes les conditions environnementales comme l'humidité et les températures élevées. Ceux-ci peuvent également offrir des performances élevées dans l'environnement industriel. Ils ont une grande précision et une plage de fonctionnement stable avec une bonne durée de vie. Ils peuvent être utilisés à des taux de commutation élevés dans les applications industrielles. Ces transducteurs de type peuvent être utilisés dans de larges plages utilisées dans diverses applications. le transducteur inductif comprend les éléments suivants. La plage de fonctionnement et de fonctionnement du transducteur inductif dépend de la construction et des conditions de température Cela dépend du champ magnétique de la bobine. Applications du transducteur inductifLes transducteurs inductifs sont utilisés dans,Capteurs de proximité pour mesurer la position, le mouvement dynamique, pavés tactiles, etc. Détection de métaux et de pièces manquantesComptage du nombre d'objets.AccéléromètresMoteur linéaire et rotatifGalvanomètresLVDT et RVDTCapteurs de pression et de débit d'airPolymères électroactifsMètres de potentielSystèmes micro-électromécaniquesGénérateurs électriques etc.Compteurs séquentielsMoniteurs PB, moniteurs cardiaques, etcAinsi, il s'agit d'une vue d'ensemble de e Le transducteur inductif – définition, types, principe de fonctionnement, applications, avantages et inconvénients.

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