Рис. 5.4. Принципиальная электрическая схема датчика

О аОБ 0,f 0,t4 0,18 В..ТЛ

Рис. 5.5. Зависимость выходного напряжения от индукции магнитного поля

падения напряжения ка резисторе /?к, с которого снимается выходное напряжение. Оптимальное значение индукции постоянного магнитного поля смещения Всм зависит от R м может быть выбранопо данным семейства выходных характеристик (рис. 5.5). Например, при i/?=5 кОм и Всм = 0,1 Тл транзистор будет закрыт. За счет увеличения дополнительного управляющего магнитного поля на малую величину (Вувр=0,025 Тл) транзистор открывается. Выбором значения R можно в широких пределах изменять значение Вм при заданном Вупр.

Для обеспечения температурной стабильности ДПП последовательно с резистором включают дополнительный магнитодиод, находящийся вне магнитного поля. Он играет роль терморезистора, компенсирующего температурную зависимость управляющего

магнитодиода.

B,Tnt: Рс. 5.6 приведена магнит-

ная система ДПП. Она состоит

6, мм

Рис, 5.6. Изменение магнитной индукции на торце укороченного полюса в зависимости от перемещения подвижного предмета

Рис. 5.7. Система с датчиком положения движущихся предметов и вра* щающимся диском из магнитомягко-го материала

из П-образного постоянного магнита, на укороченный полюс ко-Topoio крепится магнитодиод. Индукция магнитного поля, в котором находится магнитодиод, зависит от расстояния до элемента из магнитомягкого материала, укрепленного на предмете, перемещение которого необходимо контролировать. Перемещение предмета изменяет индукцию магнитного поля, что приводит к появлению сигнала на резисторе Як- На.этом же рисунке приведена зависимость индукции магнитного поля B=f{b) этой системы для различных значений /. Магнитная снстема с магнитодно-дом установлена в корпусе нз немагнитного материала и залита эпоксидным компаундом. Конструкция рассмотренного ДПП является предельщ) простой и достаточно технологичной. Напряжение питания 10В±5%, рабочий диапазон температур до 60°С. Существуют и другие конструкции ДПП.

Датчики положения движущихся предметов могут применяться не только прн поступательном движении объекта контроля, но и при его вращении [57]. Если на вращающемся диске / (рис. 5.Т) имеются зубцы, то при вращенин они будут поочередно замыкать и юазмыкать магнитную систему 2 ДПП, что приведет к возникновению, на его входе соответствующих импульсов напряжения. Датчики, работающие на таком принципе, используются в печатающих устройствах в качестве синхронизирующего датчика положения литерности цифрового барабана.

5.4. ДАТЧИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Начало серийного выпуска магнитодиодов позволило создать на их основе и промышленное производство устройств для. измерения и контроля различных электрических величин. В частности, магнитодиоды начали применяться в датчиках тока, входящих в состав устройств систем управления и регулирования

частоты вращения электрических машин постоянного тока [61]. Применение магнитодиодов позволило существенно упростить схемные решения датчика постоянного тока и конструктивно упростить разьязку между силовой схемой управления. Помехозащищенность обеспечивается в диапазоне токов примерно 0,2- 700 А. Одна из конструкций датчика тока и- его принципиальная электрическая схема представлены на рис. 5.8.

Датчик состоит лз магнитопро-вода с обмоткой и двух магнито-Рнс. 5.8. Конструкция (а) и электри- ДИОДОВ, размещенных в зазорах чесхая схша (б) датчика тока Магнитопровода и соединенных

со входом усилителя. Обмотка 5 включена в цепь измеряемого тока. Одну часть магнитопровода 2 составляют две параллельные пластины, между которыми расположены два постоянных магнита 3, соприкасающихся одноименными полюсами с каждой из пластин. Другая часть магнитопровода представляет собой тор-роид с зазорами, в которых размещены магнитодноды /. Торроид находится в диэлектрической обойм© 4. Для защиты датчика применяется эпоксидный компаунд 6. При отсутствии тока в обмотке ка магнитоднодах VD1 и VD2 потенциометром R1 задаются одинаковые падения напряжения, определяемые магнитной индукцией в зазорах магнитопровода, получаемой постоянными магнитами. Рабочая точка каждого из магнитодиодов выбирается на линейном участке вольт-амперной характеристики. Выходное напряжение дифференциальной схемы измерения равно нулю.

С появлением в обмотке измеряемого тока изменяется магнитная индукция в зазорах магнитопровода, вследствие чего изменяется падение напряжения на магнитоднодах и ка входе дифференциального усилителя А1 появляется напряжение соответст-бующей полярности, пропорциональное измеряемому току. Это напряжение, усиленное усилителем, является выходным сигналом датчика тока. При смене направления протекания измеряемого тока изменяется знак напряжения на выходе датчика тока. Таким образом, датчик тока реагирует как,на величину, так и на направление измеряемого тока. Резисторы R2 и R3 служат для ограничения токов магнитодиодов, резисторы R4, R6 - для ограничения входных токов усилителя А1, резисторы R5, R7 - для регулировки коэффициента передачи датчика тока. Для получения точности измерения магкитопровод выполнен из магнитомяг-кого материала, а- постоянные магниты - из магкитодиэлектрика.

Температурная нестабильность датчика тока составляет менее 5мВ/°С.

5.5. БЕСКОНТАКТНОЕ РЕЛЕ ТОКА

В системах автоматики для обеспечения надежной защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания широко применяются реле тока. Основным требованием, предъявляемым к таким реле, является надежность работы в сложных условиях эксплуатации, имеющих место в современных системах автоматики. Вместе с тем реле тока должны быть легкими, малогабаритными и в пыле-, влагозащищеином исполнении, т. е. должны быть герметичными. Не менее важным требованием, предъявляемым к таким реле, лвляется и всаможно малое потребление энергии в ждущем режиме.

Широко нспользуемые электромагнитные реле с механическими контактами имеют такие существенные недостатки, как ограниченный срок службы, дребезг контактов, искрообразование, инерционность. Одновременно они обладают существенным преимуществом - отсутствие гальванической связи между входной, и выходной цепями.

Реле тока можно создать на основе гальваномагиитных элементов. В реле в качестве преобразователя, чувствительного к магнитному полю, создаваемому