10.5 Індуктивні та трансформаторні (взаємоіндуктивні) перетворювачі

Типи індуктивних перетворювачів зображені на рисунку 10.7.

На рисунку 10.7,а зображений найбільш розповсюджений перетворювач малим повітряним зазором , який змінюється під впливом вимірюваної величини Р. у цих перетворювачах можуть бути використані феритові елементи 1 і 2 (рисунок 10.7,б). на рисунок 10.7,в зображений перетворювач з розімкнутим магнітним колом.

Рисунок 10.7 – Типи індуктивних перетворювачів

Він являє собою котушку 1, всередині якої знаходиться металеве осердя 2. Переміщення осердя викликає зміну індуктивності котушки. Цей тип використовується для вимірювання переміщення осердя 10-100мм.

Однією з основних переваг індуктивних перетворювачів є можливість отримати велику потужність перетворювачі (до 1,5ВА), що дозволяє користуватися малочутливим покажчиком на виході вимірювального кола. Тільки у малогабаритних перетворювачах використовують підсилювачі.

На рисунку 10.8,а показаний диференціальний трансформаторний перетворювач з рухомим осердям. Конструкція індуктивних та ваємоіндуктивних перетворювачів однакова, відрізняються вони лише числом обмоток.

На рисунку рисунку 10.8,б показаний перетворювач кута повороту. Напруга живлення підводиться до обмотки 1. Обмотка 2 у цьому перетворювачі виконана у вигляді рамки в кільцевому зазорі 4. При крайніх положеннях рамки (₁ і ₂) індукована в ній ЕРС Е₂ має максимальне значення. По мірі повороту рамки в горизонтальне положення ЕРС Е₂ лінійно зменшується до нуля (рисунок 10.8,в). при переході рамки через горизонтальне положення, фаза ЕРС Е₂ змінюється на 180^. Включивши обмотку 3 можна виміряти ЕРС від нуля до максимуму, при проходженні рамки від ₁ до ₂. Такі перетворювачі використовують для вимірювання великих кутових переміщень.

Рисунок 10.8 – Трансформаторні (взаємоіндуктивні) перетворювачі

Перетворювач на рисунку 10.9,а з розподіленими магнітними параметрами використовують для вимірювання великих лінійних переміщень. Він складається із магнітопроводу 4 з робочою частиною у вигляді двох паралельних смуг, обмотки збудження 1 і рухомої обмотки 2. При переміщенні обмотки 2 з положення 3 до положення 5 індукована в обмотці 2 ЕРС зростає, причому практично лінійно, якщо магнітний опір ділянки 3-5 магнітопроводу малий в порівнянні з магнітним опором зазору. Перетворювачі такого типу виконуються також з необхідною функціональною залежністю, використовуючи для цього профільований магнітопровід (рисунок 10.9,б). нерухомі обмотки перетворювача з’єднані так, щоб їх потоки були направлені назустріч. Тоді в положенні 0-0 ЕРС рухомої обмотки буде рівна нулю. При зміщенні обмотки в ній наводиться ЕРС.

Принцип дії вихреструмових перетворювачів базується на зміні індуктивності і взаємоіндуктивності котушок при наближенні до них провідного тіла. Глибина проникнення електромагнітної хвилі в матеріалах визначається за формулою

. (10.2)

Рисунок 10.9 – Типи трансформаторних перетворювачів

На низьких частотах (до 50Гц) для міді і алюмінію значення складає 10мм, а на високих (500кГц) 0,1мм.

Вихреструмові перетворювачі широко застосовуються для контролю лінійних розмірів тонких пластин і товщини покриття, знаходження дефектів – поверхневих подряпин та тріщин. Для цих цілей застосовують накладні (рисунок 10.10,а), екранні (рисунок 10.10,б) та щілинні (рисунок 10.10,в) давачі.

Слід зазначити, що вихреструмові перетворювачі мають великі похибки, зумовлені головним чином температурними змінами електричної провідності провідного тіла.

Рисунок 10.10 – Вихреструмові індукційні перетворювачі