|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ; z  "2Д r- 2. 7 о Ofi o,e 08 л/а 8) . Рис. 9.3. Индуктивный преобразователь с зубчатым воздушным зазором: а - конструкция; б - параметры прямоугольных зубьев; в - зависимость коэффициента от относительного сдвига зубьев; г - зависимость проводимости зубчатого зазора от величины смещения зубьев внутренней поверхности магнитопровода и якоре выфрезеровы-вают пазы, в результате чего воздушный зазор приобретает зубчатый характер. Для расчета магнитной проводимости зубчатого воздушного зазора воспользуемся методом, предложенным Л. А. Срибне-ром [104, 105]. Магнитная проводимость зазора определяется по формуле G = ро где S - площадь зубчатых поверхностей, через которые проходит магнитный поток (двойная площадь зубьев), м; б - величина фиктивного зазора, т. е. величина воздушного зазора при гладких поверхностях (без зубьев), которая эквивалентна по магнитной проводимости (с учетом потоков рассеивания) проводимости зубчатого зазора, м. Для прямоугольных зубьев с шириной, равной ширине паза (рис. 9.3, б), Л. А. Срибнер получил следующую формулу для определения фиктивного зазора: (1 - (0.5 + /Ст) -f 1 + + 1 (9.19) где бо - величина воздушного зазора между зубьями якоря и магнитопровода, м; а - ширина зуба, ш; х - сдвиг зубьев, м; Ki - коэффициент торцового рассеивания; - коэффициент бокового рассеивания; - коэффициент сдвига зубьев. Коэффициенты и /Сб определяют по формулам 3.56 . -6 - где Ь - длина паза, м. 218 Коэффициент можно найти из графика, приведенного на рис. 9.3, Зависимость проводимости зубчатого зазора от величины смещения X для одного шага зубьев t показана на рис. 9.3, г. При X = Q к X = t зубья находятся напротив друг друга. Величину перемещения оценивают по числу периодов выходного напряжения измерительной цепи, в которую включен преобразователь. Число витков W определяют, исходя из требуемого сопротивления преобразователя: откуда Z = (i)L = ii>wlZ = а>хюЮ, wyzJaG. Используемый в дифференциальной цепи зубчатый преобразователь (рис. 9.4, а) выполняют таким образом, что зубцы второй половины магнитопровода сдвинуты относительно зубцов первой половины на половину шага t. В этом случае при х = /4 и л: = = 3/4 магнитные проводимости обеих половин преобразователя оказываются равными, и измерительная цепь (в случае мостового включения) будет сбалансирована. При х = О и х = 0,St разность магнитных проводимостей будет максимальной, что вызовет максимальный сигнал на выходе измерительной цепи. Если за начало отсчета принять положение х = t/i, то выходной сигнал измерительной цепи будет иметь вид, показанный на рис. (9.4, б). Таким образом, с точностью до половины шага зубьев перемещение якоря может быть зафиксировано по числу изменений знака выходного напряжения. При этом нестабильность выходного напряжения не влияет на точность преобразования, которая является функцией только числа зубьев статора и якоря преобразователя. Результирующую погрешность преобразователя можно было бы существенно уменьшить, если бы в качестве выходной величины использовать не только число периодов выходного сигнала, но и амплитуду, которая несет информацию о взаимном расположении паза и выступа якоря и статора внутри интервала дискретности. При этом к стабильности амплитуды также не предъявляется высоких требований. Действительно, если число зубьев якоря, например, равно 100, то погрешность дискретности составляет  а) Sf Рис. 9.4. Дифференциальный зубчатый преобразователь: а - схема устройства; б - внд выходного сигнала   Рис. 9.5. Зубчатые преобразователи угловых перемещений 0,5%. Если при этом амплитуда напряжения измеряется с погрешностью 10%, то результирующая погрешность составляет 0,05%. Оценку амплитуды выходного напряжения удается осуществить, используя соответствующие электронные схемы, обеспечивающие однозначную оценку перемещения, поскольку одной и той же амплитуде на интервале, равном половине шага зубьев, соответствуют два различных значения перемещения. Для измерения угловых перемещений используют дисковые зубчатые преобразователи (рис. 9.5, а, б), которые могут быть построены и по дифференциальной схеме. Недостатком зубчатых преобразователей является необходимость проведения дополнительной регулировочной операции для определения начала отсчета. 9.3. ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ И МАГНИТОУПРУГИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Трансформаторные преобразователи с меняющимся зазором. Если обмотку индуктивного преобразователя подключить к источнику стабильного напряжения переменного тока, а для снятия выходного сигнала ввести еще одну обмотку, то получим трансформаторный (взаимоиндуктивный) преобразователь (рис. 9.6, а) с меняющимся воздушным зазором. При перемещении якоря меняется магнитное сопротивление Zm преобразователя и величина магнит- <р £ о  Рис. 9.6. Трансформаторные преобразователи с переменной длиной воздушного зазора: а - с П-образным магнитопроводом; б - дифференциальный с последовательным включением первичных обмоток; в - дифференциальный с первичной обмоткой, размещенной на якоре 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 |