|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ного потока Ф = fi/Z„ = IwlZ. Во вторичной обмотке при этом индуцируется ЭДС: Е = созФ = 0)IWiWjZ„ = (х>1М, где М - величина взаимоиндуктивности первичной и вторичной обмоток. Расчет магнитной цепи трансформаторного преобразователя такой же, как и для индуктивного преобразователя. Для того чтобы МДС первичной обмотки не менялась при перемещении якоря (изменении Z„), преобразователь питают от источника заданного тока. С этой цельюпоследовательно с первичной обмоткой включают большое добавочное сопротивление. Зависимость Е = f ф) преобразователя нелинейна: (9.20) Кроме того, в таком простейшем преобразователе в исходном с> стоянии на выходе действует ЭДС, соответствующая начальному значению зазора. Для увеличения линейного участка характеристики Е = f ф) VL исключения начальной ЭДС используют дифференциальные трансформаторные преобразователи (рис. 9.6, б, в). При перемещении якоря во вторичной обмотке трансформируется ЭДС: 2сош1И2/ А6 (9 21) Е = аяюш. где S - площадь воздушного зазора; Rf, = SqMoS - начальное значение магнитного сопротивления зазора. Формула (9.21) получена при б>(Аб). f Оценку линейного участка преобразования, исходя из допустимой погрешности линейности, производят так же, как для индуктивных преобразователей. Для обеспечения постоянства сопротивления цепи первичной обмотки (постоянства ее МДС) в дифференциальном преобразователе на рис. 9.6, б первичные обмотки обеих половин преобразователя включены последовательно, так что уменьшение сопротивления одной из них компенсируется увеличением сопротивления другой. В преобразователе, показанном на рис. 9.6, в, первичная обмотка размещена на якоре. При этом сопротивление обмотки также не меняется, поскольку суммарный магнитный поток при перемещении якоря остается постоянным. При подключении нагрузки в цепи вторичной обмотки протекает ток, который создает поток размагничивания в магнитной цепи с уменьшенным воздушным зазором и поток пэдмагничива-ния в магнитной цепи с увеличенным зазором. Поэтому результи-  Рис. 9.7. Преобразователь с распределенной магнитной проводимостью: а - схема преобразователя; б - распределение магнитных потоков; в - упрощенная схема замещения рующая ЭДС Е вторичной обмотки будет меньше, чем на хо.лостом ходу [59]: Zi + Zh + Z (9.22) где и - напряжение первичной обмотки; Zj, Zg, Zh - полные сопротивления первичной и вторичной обмоток и нагрузки; wwJ--); Mi. Z,j2 - магнитные сопротивления параллельных цепей дифференциального преобразователя. В случае согласованной нагрузки Zg = Z,, ток нагрузки /,, = = iE/2Z2 и напряжение на нагрузке Zi + (9.23) Преобразователи с распределенными параметрами. Если преобразователи с меняющимся воздушным зазором используют для измерения перемещений до 10 мм, плунжерные преобразователи - до 100 мм, то для измерения перемещений до 1 м и выше применяют преобразователи с распределенными параметрами. Преобразователи этого типа строят таким образом, чтобы получить достаточно длинные участки с заданным функциональным распределением магнитных или электрических параметров. В измерительной технике чаще всего используют равномерное распределение параметров, при этом рабочий участок характеризуется постоянными значениями удельной проводимости зазоров, удельного магнитного сопротивления магнитопровода или удельного числа витков, т. е. значениями параметров, приходящимися на единицу длины. 222 На рис. 9.7, а, б изображен преобразователь с распределенной магнитной проводимостью воздушного промежутка между длинными стержнями и магнитным сопротивлением магнитопровода. На катушку возбуждения 1 подается напряжение переменного тока. Магнитный поток Ф, создаваемый МДС катушки 1, замыкается через воздушный промежуток между стержнями преобразователя, причем на участке О - (рис. 9.7, б) с постоянной удельной магнитной проводимостью зазора индукция в зазоре постоянна. Магнитный поток вдоль стержней уменьшается по линейному закону от максимального значения в сечении лгах - лГтах до минимального значения в сечении 0-0. В зависимости от положения X подвижной катушки 2 величина потокосцепления меняется также линейно, что приводит к линейному изменению ЭДС, наводимой в ней. Линейная зависимость ЭДС от х не является строгой, поскольку при изменении потока в стержнях и, следовательно, индукции (при постоянном сечении) меняется величина магнитной проницаемости р, вследствие чего линейность изменения потока в стержнях нарушается. В первом, самом грубом, приближении основные соотношения в преобразователе можно получить, если пренебречь магнитным сопротивлением стержней. В этом случае полная проводимость зазора между стержнями определяется как G = gxg, где g - удельная магнитная проводимость зазора, Г/м; х; - длина зазора, м. Поток Ф, создаваемый МДС F обмотки /, будет Ф = -fgmax = WjlgXnax, (9.24) где Wi - число витков первичной обмотки; - ток первичной обмотки. Поток в стержне на расстоянии х от сечения 0-0 = Fgx = wJigx и, наконец, ЭДС, наводимая в подвижной обмотке, Е == wwOj, = wWiWIigX. (9.25) Более точные результаты дает расчет с учетом магнитного сопротивления стержней. При этом делается допущение, что магнитная проницаемость материала остается постоянной при изменении индукции вдоль стержней. Такое допущение возможно, если выбрать значение индукции в сечении х - х, соответствующее верхней границе линейного участка кривой намагничивания. Упрощенная схема замещения магнитной цепи преобразователя в этом случае имеет вид, представленный на рис. 9.7, в [60]. Параметры схемы замещения можно определить следующим образом. Магнитная проводимость зазора и магнитное сопротивление стержней на участке от сечения О-О до сечения х-х в месте расположения подвижной катушки I Gi = gx; Z„i = r„.yX/2, (9.26) 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 |