§ 5.5. Дифференциально-трансформаторная система передачи измерительной информации

Дифференциально-трансформаторная система передачи (рис. 5.12) состоит из ПИП I и приемника информации IV, в качестве которо­го используется вторичный прибор дифференциально-трансформа­торного типа. ПИП содержит чувствительный элемент II, осущест­вляющий преобразование измеряемого параметра П в перемеще­ние жестко связанного с ним сердечника I, и унифицированный ДТ-преобразовательный элемент III, с помощью которого переме­щение сердечника 1 преобразуется в напряжение переменного тока. Вторичный прибор дифференциально-трансформаторного типа IV содержит компенсирующий ДТ-преобразовательный элемент с корректором нуля 2, кулачок 5, кнопку 3 для контроля исправности измерительного прибора, указатель 6, шкалу 7, реверсивный двигатель 8 и усилитель 9. Компенсирующий ДТ-преобразовательный элемент отличается от передающего тем, что содержит корректор нуля. Последний представляет собой дополнительную обмотку (ДО) с подключенным к ней регулируемым резистором R_3. Допол­нительная обмотка (ДО) состоит из двух секций, которые размещаются в средней части ДТ-преобразовательного элемента и нама­тываются поверх его вторичной обмотки.

Рис. 5.12. Схема дифференциально-трансформаторной системы передачи изме­рительной информации

Первичные обмотки компенсирующего и передающего ДТ-пре-образовательных элементов включены последовательно и питаются напряжением переменного тока промышленной частоты от специ­альной обмотки силового трансформатора усилителя 9.

Вторичные обмотки ДТ-преобразовательных элементов вклю­чены по компенсационной схеме, в которой на вход усилителя по­ступает сигнал

ΔU=U_ВЫХ1-U_ВЫХ2, (5.26)

где U_ВЫХ1,U_ВЫХ2—выходные сигналы передающего и компенсиру­ющего ДТ-преобразовательных элементов.

При нулевом значении преобразуемого параметра П сердечни­ки 1 и 4 находятся в средних положениях, в которых U_ВЫХ1= U_ВЫХ2. При этом на вход усилителя поступает сигнал ΔU = 0, обеспечива­ющий нахождение указателя 6 на начальной отметке шкалы 7. От­клонение параметра П от нулевого значения вызывает деформа­цию чувствительного элемента II, сопровождаемую перемещением сердечника из среднего положения.

На выходе передающего ДТ-преобразовательного элемента фор­мируется сигнал U_ВЫХ1 отличный от сигнала U_ВЫХ2, который формируется в это же время компенсирующим ДТ-преобразовательным элементом. В результате на входе усилителя появляется сиг­нал ΔU, отличный от нуля. Этот сигнал усиливается до значения, достаточного для приведения в движение ротора реверсивного дви­гателя. Ротор поворачивает кулачок 5 и перемещает сердечник компенсирующего ДТ-преобразовательного элемента. Движение ро­тора происходит до тех пор, пока сердечник не займет такое поло­жение, при котором U_ВЫХ2 станет равным U_ВЫХ1. В этот момент сигнал ΔU =0 и движение ротора прекращается. О значении изме­ряемого параметра судят по положению указателя 6, кинематиче­ски связанного с ротором реверсивного двигателя, на шкале 7. Для контроля исправности измерительного прибора используется кноп­ка 3, при нажатии которой закорачиваются выходы передающего ДТ-преобразовательного элемента, и на вход усилителя поступает сигнал только с компенсирующего ДТ-преобразовательного эле­мента. Если прибор исправен, то указатель должен переместиться на контрольную отметку шкалы. В настоящее время измеритель­ные приборы ДТ-типа выпускаются с кулачками, имеющими про­филь, описываемый линейной или квадратичной зависимостью

ΔL=ƒ(α), (5.27)

где ΔL, — перемещение сердечника; α — угол поворота кулачка.

Кулачками с квадратичной характеристикой оснащаются изме­рительные приборы, предназначенные для измерения расхода на основе принципа переменного перепада давления на сужающем уст­ройстве. В этих же приборах используются интегрирующие устрой­ства. Классы точности вторичных приборов дифференциально-тран­сформаторного типа 1,0, а ПИП, оснащенных преобразователями «перемещение — электрический сигнал» ДТ-типа,— 1,0; 1,5; 2,5. Расстояние между ПИП и приемником информации примерно 250 м.

Достоинствами рассмотренной системы передачи являются простота, надежность и незначительные дополнительные погрешно­сти, обусловленные изменениями напряжения питания первичных обмоток ДТ-преобразовательных элементов и активного сопротив­ления линий связи, если оно не превышает 5 Ом (соответствует длине линии связи 250 м).