Работа №4.

ИСПЫТАНИЕ ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОР­НОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

1.Цель работы.

Изучение работы и определение статических характеристик индуктивного датчика и дифференциально-трансформаторного преобразователя в приборах ДПР 1 и АД 140,

2. Описание лабораторной установки.

Дифференциально-трансформаторная система передачи применяется в основном для передачи ма­лых и средних линейных перемещений (1-20 мм.) поплавков мембран, сильфонов и т. д. Её принципиальная схема приведена на рис.1 . Датчик Д имеет один, а вторичный прибор П (приёмник) два дифферен­циальных трансформатора. У дифференциального трансформатора одна первичная и двухсекционная вторичная обмотка. Секции вторичной обмотки соединены встречно. Первичная и вторичная обмотки намотаны на общую каркасную катушку с плунжером. Плунжер, перемещаясь внутри катушки, изме­няет значение потокосцепления между первичной и вторичной обмотками. При среднем положении плунжера 1 э.д.с. E₁ на вторичной обмотке датчика равна нулю, при любом другом положении значе­ние и фаза зависят от значения и знака смещения плунжера от среднего положения. Плунжер 2 катушки вторичного прибора механически связан через лекало с рецессивным двигателем ДД. С этим же двигателем связаны стрелка и перо прибора. Вторичные обмотки дифференциальных трансформаторов датчика (первичного прибора) и вторичного прибора соединены последовательно встречно; разность напряжений (э.д.с.) подаётся на вход электронного усилителя. При движении ревер­сивного двигателя плунжер вторичного прибора через лекало перемещается до тех пор, пока разность э.д.с. на обмотках датчика и прибора не станет равной нулю. Дифференциальный трансформатор с плунжером 3 служит для настройки схемы. Практически реализация дифференциально-трансформаторной системы передачи осуществляется с помощью индуктивного преобразователя типа ПД (см. рис. 2), который преобразует линейное переме­щение плунжера в пропорциональное ему значение взаимной индуктивности. Преобразователь имеет обмотку возбуждения, состоящую из двух последовательно соединённых секций , и выходную обмотку из двух секций . Все обмотки размещаются на катушках. При прохождении тока через обмотку возбуждения в секциях выходной обмотки индуктируется ЭДС, значение которой определяется током первичной обмотки возбуждения и взаимоиндуктивностями М₂ между верхними обмотками и М'₂- между нижними обмотками. Благодаря тому, что обмотки соответ­ственно идентичны, при среднем положении плунжера (на магнитной нейтрали) М₂ =М'₂. Но индук­тируемые магнитные потоки обмоток направлены встречно, поэтому полная взаимная индуктивность М между выходной обмоткой и обмоткой возбуждения при среднем положении плунжера будет равна нулю.

(1)

При перемещении плунжера взаимная индуктивность изменяется пропорционально

(2)

где М_н - номинальное значение модуля взаимной индуктивности, соответствующее максимальному перемещению плунжера от магнитной нейтрали; - расстояние плунжера от магнитной нейтрали, м. Выходная 'э.д.с. преобразователя равна

(3)

где - частота тока питания обмотки, С^-1;

- ток обмотки возбуждения, А

Взаимоиндуктивность М₂ найдём по формуле:

(4)

где - число витков катушек первичной и вторичной;

- длина и площадь поперечного сечения ферромагнитного сердечника;

- длина и площадь воздушного зазора;

- абсолютные магнитные проницаемости воздуха и материала сердечника.

Принципиальная схема прибора АД 140 показана на рис. 3. Она аналогична схеме представлен­ной на рис.1.В схему дополнительно введены делители напряжения R₂ и R₄, предназначенные для подрегулировки чувствительности прибора, изменяющейся в результате старения элементов в процессе эксплуатации. В состав прибора включён дополнительный дифференциальный трансформатор, плунжер 3 которого можно перемещать с помощью отвёртки. Назначение его - под­гонка нуля прибора введением в измерительную схему дополнительного корректирующего напряжения. КК - кнопка контроля. При нажатии закорачивается датчик и корректирующая катушка и разрывается цепь, шунтирующая резистор R_к. На вход усилителя будет поступать лишь напряжение дифференци­ального трансформатора вторичного прибора, ослабленного резистором R_к. Стрелка показывающего прибора должна остановиться на красной реперной точке.

Схема экспериментальной установки показана на рис. 2, где 1 - ЛАТР; 2 - индикатор перемещения; 3 - плунжер датчика; 4 - индуктивный датчик; 5 - микрометрический винт. Обмотка возбуждения питается от ЛАТРа. Напряжение и ток возбуждения измеряются вольтметром V₁ и амперметром A₁. Перемещение плунжера 3 регистрируется с помощью индикатора 2. Выходное напряжение U₂ регистрируется вольтметром V₂ . Для построения градуировочных характеристик приборов ДПР 1 и АД 140, датчик подключается к этим приборам в точках a'.b'.c'.d'.