Трансформаторные преобразователи

В работе трансформаторных (взаимоиндуктивных ) измеритель­ных преобразователей используется изменение под действием пере­мещения индуктивной связи между двумя системами обмоток, одна

в

Рис.

/ — первичная обмотка; 2, 2' — вторичные обмотки; 3 — ферромагнитный магнитопровод; 4 — ферромагнитная подвижная пластина; 5— измерительный прибор; 6— ферромагнитный подвиж­ный сердечник (пластина)

из которых (первичная) питается переменным током, а на выходе другой (вторичной) формируется выходной сигнал.

Схема простейшего трансформаторного преобразователя переме­щений показана на рис. 6.6, а. При изменении под действием линей­ного перемещения длины зазора d между ферромагнитным магнито- проводом и ферромагнитной пластиной изменяется значение маг­нитного сопротивления и взаимной индуктивности между первич­ной и вторичной обмотками трансформатора. При этом на выходе вторичной обмотки возникает напряжение, которое при постоянном значении тока /_ь протекающего через первичную обмотку, описыва­ется выражением

и_шх = 2я//₁М=2п//₁₍р(х),

где М — взаимная индукция между первичной и вторичной обмотка­ми трансформатора, зависящая от изменений х длины d воздушного зазора, т. е. М — ср(х).

Названное напряжение является выходным сигналом трансфор­маторного преобразователя и измеряется, например, вольтметром переменного тока (см. гл. 3). Из большого числа трансформаторных преобразователей линейных и угловых перемещений чаще использу­ют так называемые дифференциально-трансформаторные преобра­зователи линейных перемещений (рис. 6.6, б).

Преобразователь имеет разомкнутую магнитную цепь и выполнен в виде соленоида. Первичная и две одинаковые по характеристикам вторичные обмотки включены встречно. При перемещении подвиж­ного ферромагнитного сердечника относительно нейтрального поло­жения, например, вверх взаимная индукция между первичной и верх­ней вторичной обмотками увеличивается, а между первичной и ниж­ней вторичной обмотками — уменьшается.

и_шх=и₂-и'₂=Щ^х,

П ₂

где к — постоянный коэффициент, зависящей от конструкции пре­образователя; U_x — напряжение питания первичной обмотки преоб­разователя; W, и «₂ — число витков первичной и вторичной обмоток преобразователей. Такой преобразователь обеспечивает возможность измерений перемещений 10—20 мм.

Дифференциальный трансформаторный преобразователь, схема которого показана рис. 6.6, в, используют для измерения малых (деся­тые и сотые доли миллиметра) перемещений. Он имеет практически замкнутую магнитную цепь, а с помощью подвижной пластины (при ее перемещении) осуществляется перераспределение магнитных по­токов между двумя одинаковыми по характеристикам вторичными обмотками, включенными встречно. В остальном работа этого преоб­разователя аналогична работе преобразователя, показанного на рис. 6.6, б.

Погрешность трансформаторных преобразователей зависит от конструкции и диапазона измерений и обычно составляет ±(0,5— 2,0) %.

6.7.