Раздел. Преобразователи неэлектрических величин

1. Реостатные преобразователи (рп)

2. Принцип действия и конструкция

Р П — это прецизионный реостат, движок которого перемещается под действием измеряемой величины. Входной величиной преобразователя является угловое линейное перемещение движка, выход — изменение его сопротивления.

РП состоит из каркаса 1 на котором намотан провод 2, изготовленный из материала с высоким и токосъемного движка 3, укрепленного на оси 4. Движок касается провода 2. Для обеспечения электрического контакта в месте касания обмотка зачищается от изоляции. Контакт с подвижным движком осуществляется с помощью токосъемного неподвижного кольца 5.

Обмотка делается из манганина, константана, фехраля. Для повышения точности и надежности она выполнена из платиноиридиевого сплава.

Движок прижимается к обмотке с силой Н. Сила создается благодаря упругости движка. При измерении переменных величин, при переходе движка с одного контакта на другой он «подскакивает», возникает пульсация, которая может нарушить контакт. Поэтому, если РП используется для измерения переменных величин, или он работает при вибрации, сила прижатия должна быть увеличена. Но при этом возрастает трение, препятствующее передвижению движка, что усиливает износ обмотки и движка.

В измерительной технике нужны РП с линейной и нелинейной функцией преобразования. Одним из способов построения РП с нелинейной функцией является применение каркаса с переменной высотой.

При перемещении движка вдоль каркаса на величину шага обмотки сопротивление изменяется на (1)

или (2)

где – сопротивление единицы длины провода.

– длина одного витка,

– высота и толщина каркаса.

И спользуя (1) и (2) можно найти зависимость высоты каркаса от заданной функции преобразования:

Если найти линейную зависимость то и высота каркаса должна быть постоянной.

(3)

Потенциометрическая сцена включения РП.

Погрешность.

Р П можно включать в электрическую цепь по потенциометрической схеме.

Напряжение с его движка подается на нагрузку .

Рассмотрим зависимость U_H от изменения R РП.

Если велико ( ), так, что током в нем можно пренебречь по сравнению с I_Rp, то РП работает в режиме Х.Х. и напряжение на нагрузке пропорционально .

Если РП имеет пропорциональную функцию преобразуя , то пропорционально перемещению движка: .

Погрешность РП

С изменением Т⁰ изменяется сопротивление РП. В основном, это обусловлено температурным изменением провода. Сопротивление преобразователя определяется при этом формулой .

Погрешность можно рассчитать, исходя из схемы включения, номинальных значений входящих в нее сопротивлений и температурных коэффициентов.

При включении РП по потенциальной схеме в Х.Х. изменение Т⁰ не меняет распределение напряжений и температурная погрешность отсутствует.

РП присуща также погрешность дискретности.

Максимальное значение приведенной погрешности дискретности

,

где — скачкообразное изменение сопротивления РП;

— полное сопротивление РП.

Если РП имеет пропорциональную функцию преобразования, то «скачки» бывают одинаковы по всему диапазону перемещения движка. Тогда , где – число витков в обмотке.