Схемы включения ип.

Основными дифференциальными схемами включения ИП являются мостовые схемы (см. рис.), где и – полные сопротивления секций ИП. Сопротивления других плеч могут быть как активными, так и реактивными.

В качестве этих плеч могут служит секции двухобмоточного дросселя (рис. в) или трансформатора с двухсекционной первичной обмоткой (рис. г). Источник питания U и нагрузка R_н могут меняться местами (рис. а и б), при этом чувствительность моста также изменяется.

Мостовые схемы проектируют таким образом, что напряжение на измерительной диагонали U_Rн отсутствует, если на дифференциальном ИП не воздействует входная величина и его якорь находится в среднем положении.

При этом сопротивления плеч и равны между собой, их значения принимаем за . При перемещении якоря сопротивление одной секции становится , а сопротивление другой – . При этом , а , и в общем случае они не равны между собой в силу нелинейности функции преобразования.

Однако, если перемещения якоря мало, то различие между и незначительно и может принять .

В этом случае можно считать, что напряжение U_Rн изменяется пропорционально . Тогда функция преобразования мостовой схемы будет характеризоваться только чувствительностью:

Погрешность индуктивных преобразователей.

Температурная погрешность индуктивных преобразователей в основном связана с изменением активной составляющей их сопротивления. Эта погрешность аддитивна и уменьшается в случае применения мостовых схем. Также при изменении Т⁰С изменяется (магнитная проницаемость стали), что приводит к некоторому дополнительному изменению аддитивной и мультипликативной погрешностей.

При изменении U_и.п. меняется магнитопровода ИП и, следовательно, его Z и S. Изменяется также S_схемы схемы. Изменение Z приводит к аддитивной погрешности и компенсируется мостовой цепью. Изменение S создает мультипликативную погрешность. Для ее уменьшения или стабилизируют U_и.п., или применяют компенсационные схемы измерения.

Изменения питающего напряжения влияет на S_схемы.

Одна из причин погрешности моста заключается в том, что в питающем напряжении помимо напряжения с основной частотой имеются гармонии с кратными частотами и с частотой промышленной сети. Реальный мост переменного тока, питающийся таким напряжением, полностью сбалансировать трудно, вследствие наличия несбалансированных составляющих с частотами, отличными от основной.

Трансформаторные преобразователи (тп) Принцип действия и конструкция.

ТП представляет собой T_р, у которого под влиянием входного сигнала изменяется взаимная индуктивность М, что приводит к изменению вторичного выходного напряжения.

Различают 2 вида ТП: 1) с изменяющимся магнитным сопротивлением R_м;

2_ с постоянным R_м и подвижной обмоткой.7

Т П первого рода конструктивно аналогичны индуктивным преобразователям, но вместо одной имеют две обмотки (см. рис. а).

Такой ТП (см. рис. а) состоит из П-образного магнитопровода 1 и подвижного якоря 2 и двух обмоток W₁ и W₂. При изменении воздушного заряда изменяются R_м и M. При этом изменяется вторичная ЭДС: .

Как известно, коэффициент взаимоиндуктивности представляет собой коэффициент пропорциональности между потокосцеплением вторичной обмотки и током первичной обмотки I₁: .

Ток катушки возбуждения I₁ связан с ее МДС F₁ по закону полного тока: I₁=F₁/W₁.

Следовательно , где – взаимное магнитное сопротивление.

Если рассеяние магнитного потока мало и можно считать, что , то , следовательно, .

Магнитная цепь ТП аналогична магнитной цепи индуктивного преобразователя, поэтому можем получить его функцию преобразования : .

По этому выражению можно определить E₂, если ток возбуждения I₂ не зависит от перемещения якоря. Однако, если преобразователь подключить к источнику U_const=U₁, то при уменьшении δ возрастает индуктивность первичной обмотки L₁ и сопротивление первичной цепи jwL₁, что ведет к уменьшению тока I₁ и вторичной ЭДС E₂. Она будет меньше, чем получится по формуле.

Большей стабильностью первичного тока обладает дифференциальный ТП (рис. б). У этого ТП первичные обмотки соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения U₁, а вторичные обмотки включены встречно.

Можно считать, что дифференциальный ТП состоит из двух одинарных. При перемещении якоря сопротивление первичной обмотки одного ТП возрастает, а другого – примерно на столько уменьшается. В целом сопротивление первичной обмотки остается почти без изменений, а ток I₁ – постоянным:

ЭДС дифференцирования ТП равна разности ЭДС одинарных ТП: E₂=E₂₁-E₂₂.

А функция преобразования определяется как: , где – смещение якоря относительно его среднего положения.

Чувствительность преобразователя: , т. е. пропорциональна питающему напряжению.

К ТП с постоянным магнитным сопротивлением и подвижной обмоткой относятся ферродинамические ТП и вращающиеся трансформаторы (рис. в).

Он состоит из П-образного магнитопровода 1 с полюсными наконечниками 2. На магнитопроводе помещена обмотка возбуждения W₁. Вторичная подвижная обмотка W₂ помещена между полюсными наконечниками. Внутри обмотки W₂ для уменьшения R_м вставляется цилиндрический ферромагнитный сердечник 3.

Обмотка W₁ включается в цепь переменного напряжения, имеющего частоту w, и создается магнитный поток. Часть его проходит через обмотку W₂ и наводит в ней ЭДС E₂. При повороте обмотки наведенная ЭДС изменяется.

Погрешность ТП.

Причины погрешностей ТП с изменяющимся R_м аналогичны причинам погрешностей индуктивных преобразователей. Аддитивные погрешности значительно уменьшаются при использовании дифференциальных преобразователей.

Все ТП имеют также специфические причины погрешностей, обусловленные протеканием тока во вторичных обмотках и изменением их сопротивления. Это мультипликативные погрешности, уменьшающиеся с уменьшением тока, потребляемого вторичным преобразователем.

Изменение температуры ТП вызывает изменение ЭДС E₂. При увеличении температуры возрастает активное сопротивление первичных обмоток и соответственно их импеданс. Это уменьшает первичный ток I₁ и ЭДС E₂.