33. Конструктивные особенности, достоинства и недостатки. Дроссельные преобразователи

Рис. Конструкция дроссельного измерительного преобразователя

Катушка включается в цепь с электроизмерительным прибором. Якорь связывается с измерительным наконечником и при изменении размера детали якорь или удаляется или приближается к сердечнику с катушкой. Это изменение приводит к изменению индуктивного сопротивления цепи => изменяется ток, протекающий в цепи.

Измерительные преобразователи дроссельного типа имеют переменную чувствительность

Рис. Нелинейная характеристика дроссельного измерительного преобразователя

Якорь дроссельного преобразователя притягивается к сердечнику с электромагнитной силой Q, которая является функцией магнитного потока Ф и изменяющейся во времени с удвоенной частотой питания катушки.

В некоторых случаях эта частота может оказаться близкой к собственной частоте колебания якоря или другой детали измерительного устройства или контролируемого изделия и вызвать значительные погрешности измерения.

В измерительных преобразователях типа ОИИП значение тока, протекающего через катушку и микроамперметр, значительно колеблется при колебаниях напряжения и частоты источника питания. В силу указанных причин преобразователи дроссельного типа применяются в основном в тех случаях, когда требуется резкое ступенчатое срабатывание контрольного устройства. Это концевые бесконтактные выключатели, блокирующие устройства и т.п.

Дифференциальные индуктивные измерительные преобразователи

Представляют собой сдвоенную индуктивную измерительную систему, состоящею из двух сердечников с катушками и общим якорем. Катушки преобразователей типа ДИИП включают в мостовые схемы (типа АК3А) выглядят следующим образом

Рис. Дифференциальный индуктивный измерительный преобразователь

R_н - Измерительная диагональ

В нейтральном положении, когда якорь расположен симметрично относительно обоих сердечников полное сопротивление Z_i равны между собой Z₁=Z₂ при равенстве сопротивлений R₁ и R₂ двух других плеч моста напряжение в его измерительной диагонали на нагрузке Zн или Rн равно 0. При смещении якоря (например, вверх) на расстояние воздушный зазор между сердечником и якорем и становится равным Зазор между якорем I так же изменяется и будет равен . При этом сопротивления Z₁ и Z₂ так же изменяются. Симметрия измерительной схемы также уменьшаются и на сопротивлении Z_н появляется некоторое напряжение. Очевидно, что это напряжение является функцией перемещения якоря или функцией изменения контролируемого размера.

Статическая характеристика преобразователя дифференциального измерительного преобразователя является результатом суммирования статических характеристик преобразования верхней и нижней его половин.

Статическая характеристика имеет следующий вид:

Рис. Статическая характеристика дифференциального измерительного преобразователя

У этих преобразователей линейная характеристика лежит на участке до 1 миллиметра. Чувствительность у этих преобразователей на линейном участке практически вдвое больше чем у дроссельных преобразователей. Модуль электромеханических сил на якоре резко уменьшается, т.к. в данном случае они являются разностью двух сил, действующих на якорь со стороны обоих сердечников.

В связи с определенной асимметрией реальных схем изменение напряжения и частоты источника питания приводит к изменению выходного сигнала, которое можно уменьшить применением стабилизаторов напряжения. При включение дифференциального измерительного преобразователя в схему неравновесного моста погрешность измерений составляет 2-3 %.

Несколько лучшие результаты получаются при включении преобразователей в самобалансирующиеся мостовые схемы, которые не чувствительны к колебаниям напряжения и частоты источника питания. Погрешность в этом случае уменьшается до 0,5%.