35. Измерительные приборы квд.

Прибор дифференциально-трансформаторный вторичный ав­томатический КВД1 предназначен для измерения и регулирования избыточного, вакуумметрического давления, расхода, уровня и дру­гих величин, которые могут быть преобразованы в комплексную взаимную индуктивность.

1.4. Прибор КВД1 работает в комплекте с взаимозаменяемыми датчиками, осуществляющими преобразование измеряемых вели­чин в комплексную взаимную индуктивность от 0 до 10 или 10—0—10 mН.

Измерительная схема прибора квд1

Прибор с дифференциально-трансформаторной схемой КВД1 работает в комплекте с датчиками, имеющими специальную диф­ференциально-трансформаторную катушку с подвижным сердечни­ком (плунжером), выполненным из электротехнической стали.

Перемещение сердечника дифференциально-трансформаторного датчика осуществляется чувствительным элементом и зависит от величины измеряемого параметра.

В прибор встроена аналогичная дифференциально-трансформа­торная катушка. Сердечник в катушке перемещается при помощи лрофилированного кулачка, поворот которого осуществляется ре­версивным двигателем.

Первичные обмотки обеих катушек соединены последовательно и питаются от специальной обмотки силового трансформатора уси­лителя напряжением 24 V.

Вторичные обмотки состоят из двух секций, включаемых на­встречу друг другу. Вторичные обмотки прибора и датчика соеди­нены по дифференциальной схеме. На выход схемы включен уси­литель.

При питании напряжением первичных обмоток дифференциаль­но-трансформаторных катушек во вторичных обмотках индуктиру­ется переменное напряжение, величина и фаза которого зависят от положения плунжеров в катушках.

При рассогласованных положениях плунжеров в катушках на­пряжения, индуктируемые во вторичных обмотках, не будут равны друг другу.

В этом случае на вход усилителя будет подаваться напряжение рассогласования, величина и фаза которого зависят от положения плунжеров в катушках.

Это напряжение, усиленное усилителем, приводит во вращение двигатель, который при помощи кулачка перемещает плунжер в катушке прибора до того момента, пока разность напряжений не •станет равной нулю.

Таким образом, каждому положению сердечника дифференци­ально-трансформаторной катушки первичного прибора, определя­емому величиной измеряемого параметра, соответствует определен­ное положение сердечника вторичного прибора КВД1, и, следова­тельно, определенное положение шкалы прибора КВД1 относитель­но неподвижного указателя.

Для удобства наладки и эксплуатации комплекта в дифферен­циально-трансформаторной катушке прибора КВД1 предусмотрена третья дополнительная обмотка, служащая для корректировки ну­левого положения сердечника.

Эта обмотка располагается в средней части дифференциально-трансформаторной катушки прибора, шунтируется переменным со­противлением R1=100 Ом и включается последовательно со вторич­ными обмотками прибора и датчика. Перемещением движка потен­циометра R1 изменяется величина дополнительного напряжения, подаваемого на вход усилителя.

Делитель (R2, R3), шунтирующий вторичную обмотку диффе­ренциально-трансформаторной катушки, служит для регулировки диапазона измерения. Максимальное напряжение, подаваемое на вход усилителя, должно быть 400 mV.

Для контроля исправности прибора в схеме предусмотрен пере­ключатель В2, при включении которого замыкаются накоротко кон­цы вторичной обмотки катушки датчика и обмотки корректировки нуля.

В этом случае на усилитель поступает напряжение только со вторичной обмотки катушки.

Усиленное напряжение обеспечивает вращение двигателя, при котором плунжер устанавливается в нейтральное положение. При этом напряжение, снимаемое с катушки, будет равно нулю (дви­гатель остановится), что соответствует положению начальной от­метки шкалы против неподвижного указателя

36. ИНДУКТИВНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ. КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ.

Принцип действия: изменение взаимного расположения подвижного магнитопровода по отношению к неподвижному и возникающей в следствие этого изменении индуктивности обмотки, расположенной на неподвижном магнитопроводе и на изменении ее сопротивления.

Достоинства:

1. линейность ф-ии преобразования на значительном участке диапазона (диф. преобразователь);

2. простая конструкция;

3. возможность измерять сверхмалые перемещения с высокой точностью и чувствительностью.

Недостатки:

1. в случае одинарного инд. преобразователя – нелинейность ф-ии преобразования;

2. наличие аддитивной погрешности, обусловленной влиянием температуры на сопротивление обмотки преобразователя;

3. влияние колебаний частоты питающей сети на результат измерения;

4. влияние колебаний напряжения питающей сети на изменение магнитного сопротивления и чувствительность магнитного преобразователя.

Конструкция одинарного инд. преобразователя изображена на рис.1 а), дифференциального - рис.1 б).

а) б)

Рисунок1 – индуктивные преобразователи

Зависимость тока катушки от зазора приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Выходной ток преобразователя.

Индуктивность преобразователя:

,

где - число витков катушки; - магнитный поток; -ток в обмотке; - напряженность магнитного поля; - длинна электромагнитной линии; - магнитное сопротивление (зависит от материала маг. магнитопровода), -магнитная проницаемость, - длинна эл. линии по стали, - магнитная проницаемость материала магнитопровода.

Полное сопротивление преобразователя:

,

где - площадь перекрытия якорем полюсов неподвижного магнитопровода.

Зависимость полного сопротивления от зазора изображена на рисунке 3

Рисунок 3 – Сопротивление преобразователя.

Чувствительность:

Поэтому в конце диапазона измерять малые перемещения не представляется возможным.

Схема включения ДИП изображена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема включение ДИП.

37. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНДУКТИВНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ИСТОЧНИКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ И СПОСОБЫ ИХ СНИЖЕНИЯ.

Классификация:

1. одинарный индуктивный преобразователь перемещения, рис1, а);

2. дифференциальный индуктивный преобразователь перемещения. Рис. 2 б).

а) б)

Рисунок 1 – Индуктивные датчики перемещения.

Область применения:

Индуктивные измерительные преобразователи применяются для измерения малых линейных и угловых перемещений, по этой причине могут использоваться как промежуточные преобразователи при измерении других физических величин так или иначе преобразованных в перемещение.

Источники погрешностей и способы их снижения:

1. изменение температуры приводит к изменению активного сопротивления обмоток, а также к изменению магнитной проницаемости магнитопровода – температурная погрешность – устраняются при ДИП или мостовых схемах включения;

2. колебание питающего напряжения приводит к изменению магнитной проницаемости магнитопровода – погрешность измен. питающего напряжения – устраняется при мостовой схеме включения;

3. колебание частоты сети питания – погрешность от изм. частоты пит. напряжения – стабилизация частоты питания.

4. Дрейф «0» в мостовой измерительной схеме – применение дополнительных элементов.