Індуктивні вимірювальні перетворювачі.
Вимірювальні перетворювачі індуктивного типу знайшли своє використання при вимірюванні механічних величин, що базується на залежності індуктивності котушки від переміщення рухомих її елементів.
Індуктивність та взаємна індуктивність обмоток котушки, що розміщені на магнітопроводі, за умови відсутності розсіювання магнітного потоку визначається за формулами:
де lk,Sk, juk- відповідно довжина, площа поперечного перерізу і відносна магнітна проникність к -ї ділянки магнітопроводу, ju0- магнітна проникність вакууму, 5- довжина повітряного зазору, S- площа поперечного зазору повітряної ділянки магнітопроводу, Хм - реактивна складова магнітного опору:
де Р - втрати в магнітопроводі на частоті а>, що зумовлені вихровими струмами і гістерезисом, Ф - магнітний потік в магнітопроводі.
ражає зв'язок між входом і виходом лінійної стаціонарної системи. Знаючи вхідний сигнал системи й передатну функцію, можна відновити вихідний сигнал.
Магнітопружний вимірювальний перетворювач. Перетворювач соленоїдного типу.
Магнітопружний вимірювальний перетворювач грунтується на явищі Вілларі, що полягає в деформації осердя (стисканні чи розтягу), при цьому змінюється його магнітна проникність ик, що впливає на магнітний опір Zм, а, отже, і на індуктивність L
Магнітопружний ефект вважають позитивним, якщо при розтяганні зростає рк (аналогічно до того, як, наприклад, збільшується питомий опір р дротяного константанового тензоперетворювача). З усіх феромагнітних матеріалів найбільшою чутливістю до механічних деформацій володіє залізонікелевий сплав пермалой з 65 % Ni — ефект позитивний; якщо масова частка Ni зростає до 82 %, то магнітопружний ефект - нульовий, а за масової частки Ni понад 82 % ефект стає негативним.
Перетворювач соленоїдного типу
Чим глибше феромагнітний якір 2 заходить усередину котушки 1, тим більше зростає магнітний потік соленоїда, тим більшою стає індуктивність L котушки. Котушка живиться змінним струмом, тому в якорі індукуються вихрові струми (їх іноді називають струмами Фуко). Для зменшення вихрових струмів у якорі прорізують поздовжні щілини.
Трансформаторний перетворювач. Магнітопружній трансформаторний перетворювач. Трансформаторний перетворювач соленоїдного типу.
У вимірювальних системах поширені трансформаторні перетворювачі. Як відомо, вторинна напруга U трансформатора залежить від напруги живлення иж первинної обмотки, кількості витків первинної w, і вторинної Н’2 котушок, магнітного потоку Ф, що пронизує котушки, та опору Zu, на який замкнена вторинна обмотка. Якщо Uж, w,, w2 та 2М незмінні, то можна вважати, що U однозначно залежить лише від значення магнітного потоку Ф, який для котушки з феромагнітним магнітопроводом обернено пропорційний магнітному опорові.
У
магнітопружньому
трансформаторному перетворювачі
внаслідок деформації осердя змінюються
магнітна проникність
його матеріалу, магнітний потік Ф, а
отже і вторинна напруга U.
Трансформаторний перетворювач, зображений на рисунку складається з нерухомого феромагнітного осердя, на якому є дві обмотки w1, і w2, та феромагнітного якоря. Магнітний потік Ф у такому перетворювачі залежить від розміру повітряного проміжку між осердям та якорем: чим менший проміжок, тим магнітний потік більший, і навпаки
Переміщення якоря / спричиняє зміну вихідної напруги U. Якщо якір переміщується вниз, проміжок зменшується, магнітний потік Ф збільшується і U зростає.
Трансформаторний перетворювач соленоїдного типу зображено на (рис. 5.17). Якщо якір перебуває в положенні, як зображено на рисунку, магнітний потік Ф між обмотками wt та w2 найбільший, і значення U також максимальне. Переміщення якоря вгору чи вниз спричинить зменшення вихідної напруги, причому кожному значенню І відповідатиме певне значення U
