Трансформаторный преобразователь перемещения с подвижной обмоткой

Для измерения больших перемещений используют трансформаторные преобразователи с подвижной обмоткой.  На рисунке 5.12 показан преобразователь с подвижной обмоткой простейшей конструкции. Его магнитопровод 1 собран из П-образных пластин трансформаторной стали или изготовлен из сплошного ферромагнитного материала. Обмотка возбуждения 2, размещенная в основании магнитопровода, выполненная в виде катушки. Измерительная обмотка 3 размещена на одном из стержней магнитопровода и может свободно перемещаться вдоль него.  При подключении обмотки возбуждения к источнику переменного тока создается магнитный поток, замыкающийся между стержнями магнитопровода.  Максимальное значение магнитного потока будет в сечении с координатой X_max и минимальное – в сечении с координатой X=0.

Рисунок 5.12. Трансформаторный преобразователь перемещения с подвижной обмоткой

 

Так как подвижная катушка 3 охватывает один из стержней магнитопровода, то при перемещении катушки вдоль стержня происходит изменение её потокосцепления, что приводит к изменению величины трансформированной в ней ЭДС

 

В случае пренебрежения магнитным сопротивлением стали R_μ включает в себя магнитное сопротивление участка воздушного зазора между стержнями, ограниченного координатой X, и определяется как

  ь   

Для повышения чувствительности преобразователя

  

необходимо:

· увеличить ампер-витки обмотки возбуждения (в области до насыщения стали магнитопровода);

· увеличить число витков измерительной обмотки;

· увеличить ширину магнитопровода b;

· уменьшить расстояние между стержнями h;

Источники основной погрешности:

· влияние магнитного сопротивления стали, которое может достигать 3-5% от общего сопротивления;

· непостоянство размеров h и b по длине магнитопровода;

· влияние собственных температур;

· влияние поперечного люфта.

Источники дополнительной погрешности:

· влияние внешней температуры на размеры h и b, на R_b и R_{μ ст};

· колебание частоты;

· колебание питающего напряжения;

· влияние внешних магнитных полей и ферромагнитных масс.

Внешние магнитные поля могут внести погрешность в характеристику преобразователя при неблагоприятном расположении магнитопровода преобразователя по отношению к внешнему полю. Внешнее магнитное поле складывается (вычитается) с магнитным полем в стержнях и в воздушном зазоре. Наиболее неблагоприятное расположение магнитопровода преобразователя к внешнему полю Ф_вн тогда, когда силовые линии поля перпендикулярны стержням магнитопровода.

Трансформаторные преобразователи используются для измерения перемещений – линейных и угловых, в качестве компенсирующих элементов в компенсаторах переменного тока, в качестве чувствительных элементов при контроле за положением подвижных элементов (преобразователи с подвижными сердечниками, обмотками и экранами); в качестве компенсирующих элементов в автокомпенсационных системах, а также в качестве функциональных преобразователей, в суммирующих, моделирующих и множительно-делительных устройств (все виды).

Основным преимуществом трансформаторных преобразователей является отсутствие гальванической связи между цепями питания и выхода, а также возможность получения сигнала большей величины, чем питающее напряжение.

Трансформаторные преобразователи представляют собой амплитудные модуляторы, поэтому для уменьшения динамической погрешности частота питающего напряжения должна быть в 10 – 20 раз больше, чем максимально возможная частота изменения входной величины.

 

⇐ Предыдущая36373839404142434445Следующая ⇒

Поделиться: