|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы где /(, Fj, Sj - длина, магнитная проницаемость и площадь поперечного сечения 1-го участка магнитопровода соответственно. Величины /j и Si определяются конструкцией магнитопровода. Величина [л,- зависит от конкретных соотношений напряженности Н и индукции В в материале магнитопровода. Это соотношение определяется МДС катушки преобразователя F и магнитным потоком Ф: МДС катушки можно выбрать, исходя из конкретных условий проектирования. Так, если преобразователь предназначен для работы в цепи неравновесного моста, то существенное значение имеет его мощность Р, которая должна быть существенно больше мощности, отдаваемой в нагрузку P: где К = C/i6, 1/12, Vg, V4) - коэффициент, зависящий от схемы используемой мостовой цепи. Если мощность преобразователя Р задана, то, пренебрегая ее активной составляющей, можно записать [131] РР,>Ф, (9.8) где ю - круговая частота напряжения питания мостовой цепи; Рр - реактивная мощность преобразователя. Задаваясь значением магнитного потока Ф, из формулы (9.8) находим F, а затем из (9.7) - магнитную проницаемость р. Если задаться не потоком, а магнитной проницаемостью, то, подставляя (9.8) в выражение (9.7), найдем величину магнитного потока Ф = l/psPp/co/. Частота питающего напряжения ю определяется допустимым значением модуляционной погрешности (см. ниже п. 14.7). При этом необходимо помнить, что выбор материала сердечника и его геометрических размеров должен соответствовать частоте питающего напряжения. Если преобразователь предназначен для работы в цепи равновесного моста или в резонансной цепи, то существенное значение имеет относительное изменение его реактивного сопротивления. В этом случае по зависимости р = / (Щ выбирают максимальное значение р и для этого значения находят В = рЯ, Ф = Bs и F = HI. В тех случаях, когда усилие, прикладываемое для перемещения якоря, мало, МДС определяется по допустимой силе притяжения якоря [131 ]: Р = б1/Рзм/Ро5. (9.9) Задаваясь потоком Ф, по формуле (9.7) находим р или, задаваясь [x, находим Ф. Мощность потерь на гистерезис и вихревые токи определяем [131 ] по формуле /ст = -Рст[10]( 50)РВмО, (9.10) где Рст[10] - потери при индукции В„ = IT (10 ООО Гс), частоте / = 50 Гц и массе G = 1 кг (приведены в справочниках для соответствующих марок стали); / - частота питающего напряжения; - индукция; G - масса магнитопровода; Р= 1,2 для слабых полей и Р = 1,6 для сильных полей. Число витков катушки преобразователя можно определить по величине его реактивного сопротивления Z = (xiWIZ как Тогда напряжение на преобразователе находим по формуле иатФ. (9.11) Если напряжение U задано, то из (9.11) получим ш = г7/соф. (9.12) При выборе диаметра провода обмотки преобразователя следует исходить из заданной площади окна магнитопровода Sqk: d = 2/, (9.13) где Ку - коэффициент укладки обмотки. При проектировании магнитопровода следует проанализиро-, вать возможность проявления поверхностного эффекта. Толщину листов магнитопровода следует выбирать не больше удвоенной глубины проникновения электромагнитной волны в материал. При этом за сечение листа или нешихтованного магнитопровода принимают эффективное сечение s,, определяемое глубиной проникновения поля [105]: 8 = 2(а + Ь)/г, где 2 (а -- Ь) - периметр сечения магнитопровода; h - глубина проникновения, м, /г = 50/"/, где Рм - удельная электропроводность материала магнитопровода. Ом-см; р - магнитная проницаемость материала; / - частота. Для увеличения линейного участка функции преобразования и уменьшения погрешностей на практике, как правило, применяют дифференциальные преобразователи (рис. 9.2). Дифференциальный преобразователь имеет две симметричные катушки с ферромагнитными сердечниками и общий якорь, при перемещении которого воздушный зазор одной половины преобразователя уменьшается. а другой - увеличивается. Преобразователь включают в мостовую цепь, работающую на указатель У. Если относительное изменение сопротивления обмотки 1 преобразователя определяется выражением (9.4), то аналогично для обмотки 2 запишем (ч \ 66 \  (9.14) Рис. 9.2. Дифференциальный" индуктивный преобразователь Поскольку сигнал, поступающий на указатель, пропорционален сумме относительных изменений сопротивлений обмоток преобразователя, то (9.15) Из этого выражения следует, что чувствительность преобразователя, определяемая линейным членом, удваивается по сравнению с чувствительностью недифференциального преобразователя, а нелинейность определяется величиной о .о/ Ч V Ru RbJ Относительная погрешность линейности f Ч \ (9.16) Из сравнения выражений (9.5) и (9.16) видно, что нелинейность дифференциального преобразователя существенно меньше, поскольку определяется квадратом eg. Из (9.16) для заданного значения 7л находим (9.17) а из (9.5), пренебрегая членами выше первой степени, получим Зубчатые преобразователи. Преобразователи этого типа (рис. 9.3, а) нашли применение для точного измерения больших перемещений. Преобразователь содержит цилиндрический магни-топровод / с помещенной внутри него обмоткой 2 и якорь 3. На 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |