книги из ГПНТБ / Зарипов М.Ф. Автокомпенсационные регистраторы постоянного тока с бесконтактными компенсирующими элементами учеб. пособие
.pdf0
иаѵшми погрешностей М К З М
Р я с 4 1 КжііСік^икяиѵоннез madautfO истехшимЫ
|
I |
|
|
|
133 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
той случае, если коипенсируицие |
ампервитки |
fK |
||||||||
довести |
до |
значениЯі |
соответствующего |
|
|
|
силе |
||||
Лишь в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Н0, индукция |
|
в% |
будет равна нулюкоэрцитивной. |
|
|||||||
|
Записывая HQ |
через Aigимеем: |
в ъ ' |
|
|
( 4-3 ) |
|||||
|
|
|
Ip. non |
. ? д M |
g . - |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ЦЯ'&а.р.поп |
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда определяем угол поворота подвижной часта преоб |
||||||||||
разователя, соответствующий Н=йс |
или |
В® * О |
|
С 4 - 0 |
|||||||
A(in |
=z я з е і к к ь ш . |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
г |
|
|
І н Ш * |
|
|
|
|
|
|
|
Величина коэрцитивной силы зависит с одной стороны |
||||||||||
от максимального значения разницы ампервитков и с другой |
|||||||||||
стороны от величины модулирующего напряжения ІіНЭК. |
Эту зави |
||||||||||
симость |
п о е н о |
определить экспериментальным путем. |
|
||||||||
|
Размагничивая каждый раз магнитопровод МКЭМ с по |
||||||||||
мощью плавно изменяющегося переменного напряжения (путем |
|||||||||||
переключения |
|
ключа |
в положение |
П ) |
(р и с . 4-2), |
создаем |
|||||
вначале |
максимальную |
разницу |
ампервитков |
Рмаиа |
|
, затем , |
|||||
переключая , |
|
в положение I |
и выводя |
полностью |
сопротивление |
||||||
|
|
|
подаем, тем самым, в измерительную обмотку 7 макси |
мально возможный по схеме постоянный ток 3 (при определенном
значении |
модулирующего |
напряжения |
) . |
При этом |
в в ы х о д н о й |
|
обмотке |
В индуктируется |
|
с . д . с . , |
которая |
контролируется |
|
электронный осциіЬграном |
Э .С . |
сопротивление |
) до |
|||
|
Упенькая тек |
I |
(вводя |
1 і Ч +
13*
Р и с. 4 - 2 . Экспериментальная схема Эля определения задисимосггт fU ” / (t/м)
135
нуля уионьшаем выходную э .д .с , до минимума, соответствую
щего остаточной индукции. Чтобы довести ее до нуля изменяем полярность тока I при помощи переключателя П2 и контролируя миллиамперметром величину тока уволичивасн его с обратный
знаком.
Протекающий по измерительной обмотке ток I соответ
ствует коэрцитивной силе HQ и по существу равняется абсолют ной погрешности, так как он создается за счет поворота под
вижной части на определенный угол перекомпенсации о
в соответствии с выражением С |
4-4 |
)• |
|
|
|
|
|
||||
|
Изменяя величину модулирующего напряжения при помо |
||||||||||
щи автотрансформатора в |
пределах |
от |
0 до 30 в , контролируя |
||||||||
его вольтметром и повторяя для |
каждого- |
значения |
Цм |
выше |
|||||||
приведенный |
эксперимент можно |
показать, что погрешность пе |
|||||||||
рекомпенсации из-за остаточной |
индукции |
уменьшается с увели |
|||||||||
чением |
и м |
В. Эта |
зависимость в функции напряжения |
|
Um |
||||||
|
|
|
|||||||||
и индукции |
приведена на рис. |
4-3 і |
|
|
|
||||||
|
Приведенная погрешность преобразователя при этом |
||||||||||
находится из |
выражения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Л и_ |
'&z. |
_ |
bp- < |
На |
|
ІОО&] |
|
С |
4-5 ) |
|
|
А'ма |
|
|
Ж е |
|
||||||
|
|
ее |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= ЗОв и |
Для экспериментального образца ПКЭИ при |
|
Им |
||||||||
= 65 |
а/н |
величина |
ее |
не |
превышает І .І О -2 . |
Погрешность, вызванная наличием зазора, выполненного с целью упрощения технологии при сборке деталей UK311 магнитспровод
его изготовлен из отдельных сердечников определяется величи-
136
Р и с 4 3 . ■ Экспериментальная лаЗаа/мость
137
ной этих зазоров на пути результирующего магнитного потока
Л Ф .
С увеличением воздушного зазора уменьшается зна»
чение розультирующего потока |
д ф |
. Следовательно, для |
|
обеспечения |
Д ф |
, |
соответствующего порогу чувствитель |
|
|
ности усилителя, ми вынуждены при наличии зазора увеличивать разницу компенсирующих ампервитков, что и вызывает в конеч
ном счете систематическую погрешность. |
|
113 |
выра |
||||
жения: |
|
Это можно |
видеть при условии |
||||
& F = Д Ф ( К р ъ т + R j» ° ) ^ 4 £ ( R ju e .T + f a p ) . |
|
||||||
|
|
||||||
личии |
|
Приведенная погрешность преобразователя при на |
|||||
воздушного зазора |
определяется из |
выражения: |
|
||||
|
YS - |
|
_ |
е г + Ямо}, |
..... ; д f f |
( n jj ) |
|
|
Рмаке. |
А фI (k^ Wko |
|||||
погрешность |
Следовательно,с уменьшением воздушного зазора |
||||||
уменьшается. |
|
|
эксплу |
||||
атации |
Ш Ш |
Однако |
условиятехнологии изготовления и |
||||
не позволяют выполнить воздушные |
зазоры между |
подвижными и неподвижными частями преобразователя менее чем
0 ,1 ми.
Поэтому для уменьшения этой погрешности необхо димо уменьшить магнитное сопротивление воздушного зазора
R/UO путем увеличения площади воздушного зазора
|
138 |
НКЭМ. Конструкция,предложенная автором и изображенная на |
|
рис. |
I-3 3 j позволяет уменьшить магнитное сопротивление зазора |
в 5 - |
б раз. |
|
Погрешности, вызванные высшими гармоническими |
составлявшими на выходе ЫКЭИ,могут быть уменьшены путем вы
бора фазочувствительного усилителя и двигателя с расчетом на основную гармонику.
Однако, высшие гармонические составлявшие "заби вают" усилительный тракт и ухудшают его качество и тем са мым повышают порог чувствительности усилителя, А это при прочих равных услозиях,согласно выражению ( 4-6 ) , увеличи вает основную погрешность Ш Ш .
Погрешности расчета, вызванные упрощениями при
определении магнитного сопротивления магнитопровода, прояв ляются по результатам экспериментального определения магнит
ной характеристики магнитопроводаН, |
)отличающейся |
от истинной |
||
характеристики материала С В |
или |
Jj!,n»n =f(& np*»J |
) |
|
|
|
вследствие наличия потоков рассеяния, непостоянства попереч ного сечения сердечника, няпичия немагнитных промежутков на пути магнитного потока, непостоянства напраженности поля по сечепию сердечника и отклонения потока от направления
легкого намагничивания.
Для определения магнитной характеристики наи
лучшей |
формой магнитопровода являются |
торсид |
С |
22 |
J |
, |
|
|
удастся |
||||
: |
Однако и в тороидальных |
сердечниках |
не |
достичь полностью равномерного намагн;п-д‘'сння всего сердеч ника. Это вызвано тем, что длина пути магнитного потока
139
no наружному и внутреннему периметрам сердечника неодинакова,
вследствие чего напряженность поля, обусловленная токоу в об-
мотке, различна по сечение сердечника. |
|
|
|
|
|||||||||
нередко |
Неравномерное |
намагничивание тороидального сердечника |
|||||||||||
высыпает |
оущсстпенное ухудшение |
его магнитных |
свойств |
||||||||||
Г э г , 54 |
* |
56 |
J . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряненность намагничивающего поля определяется по |
||||||||||||
приближенной формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
С 4-8 ) |
|||||
|
Здесь; |
|
|
- |
|
|
|
|
|
||||
|
|
W |
число витков намагничивающей обмотки; |
||||||||||
|
|
|
|
|
RtfJ |
- |
тон в намагничивающей' |
обмотке |
/а/ J |
||||
|
|
|
|
|
|
|
- |
средний радиус |
тороида / М / , |
который |
|||
|
|
|
|
|
Йе, |
-f-рассчитывается |
по формуле: |
|
|||||
|
где |
dH и |
|
|
|
- |
й н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соответственно.наружный и внутренний |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
радиусы тороида. |
|
|
|
||
стовой |
Уравнение ( 4-8 ) справедливо только для образцов лис- |
||||||||||||
стали о[ бесконечно |
налой толщиной, В соответствии с |
||||||||||||
рекомендацией |
57 |
J |
для |
отношения |
RH! Rg |
= |
3 : S |
|
|||||
|
|
|
|
напряненность магнитного поля во внутренней часта кольца будет
больше напряженности вне кольца на 50 процентов.
При |
отношении |
для- |
: |
Rg |
= 5 |
: |
4 - |
ота |
напря |
|||
ненность отличается |
на |
0 ,4 |
процента, |
|
а ори |
/?и : |
Rg |
= |
10:9 |
|||
только 0,15 |
процентов. |
Эта |
разность |
является |
источником |
|
|
|
140 |
|
|
погрешности при определении магнитной характеристики. |
|
||||
|
Длл более точного нахождения напряженности магнитного |
||||
поля |
Rap |
рассчитывается по выражение |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Rap а |
t n IiL |
С |
4-10 ) |
|
|
|
|
h |
|
|
|
Для определения магнитной характеристики в переменных |
||||
полях промышленной частоты часто применяется |
метод амперметра |
||||
и вольтметра. |
Этот метод не дает возможности |
выделить потери |
в образце на вихревно токи и погрешность измерения индукции достигает 10-15 процентов, которая в своп очередь приводит к методической погрешности преобразователя. Величина ее влияет только на неточность расчета порога чувствительности преобра
зователя. Погрешности, вызванные неточность;) |
аппроксимации - |
||||||||||||
характеристик магнитного материала проявляртся при экспери |
|||||||||||||
ментальной определении удельного |
магнитного сопротивления |
||||||||||||
магнитного материала |
|
„ап. 9 |
|
методом |
амперметра и |
вольт |
|||||||
метра при |
условии |
|
UM~^Suoc. м |
|
|
' ,,,:0 БнгнЕает опрсде- |
|||||||
леннус |
неточность при дальнейшей |
обработке |
результатов. |
При |
|||||||||
аппроксимации зависимости |
Ли. поп. э |
= |
f (&) |
|
уравне |
||||||||
нием ( 2 - 10 ) появляется дополнительная неточность из-за |
|||||||||||||
неполного совпадения аппроксимнрурщеГ: г экспериментальной |
|||||||||||||
КРИВ0Й |
Я*.поп = / |
(ß n p o aj. |
|
|
магнитное сопротивление |
||||||||
Ли поп: |
Поэтому расчетное удельное |
||||||||||||
на |
|
р |
отличается от эксперимент".."? ной |
Jfanon.s |
|||||||||
J j H.HO п- |
|
|
у |
которая |
япляс тог синим н е м с т ч и и - о р |
||||||||
|
А О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
основной погрешности преобразователя. При этом порог чувстви тельности увеличивается на приведенную величину
|
|
w |
|
non. |
|
ßooVc] |
|
|
|
S С.Т. |
non |
|
|
|
|
S |
|
|
Ре,p■поп |
+R„f |
< 4 - II ) |
||
попЛа/ес. - |
|
|
как показали расчеты , не |
||||
|
Величина |
этой |
погрешности, |
||||
превышает |
4 |
% . |
|
|
изготовления |
деталей UK3M. |
|
|
б/ Неточность |
Погрешность ыагнитоцодуляционного преобразователя зависит от качества изготовления его отдельных деталей и узлов,
сборки и наладки всей конструкции Ш Ш .
К источникам погрешности, вызванных некачественным .
изготовлением UK5M можно отнести нескішетрмю магнитопроводов,
непостоянство зазоров ( овальность поверхности зазоров и не-
соосн'ость цилиндрических магнитопроводов ) , а такяе неточности Сборки, настройки и градуировки Ш Ш .
При несимметрии магнитопроЕОДОЕ преобразователя ге-
ометричс-ские размеры |
вйр . поп м |
S0r. non |
изме |
няются на величины |
Л ^ е р . п о п |
и ■ 4 Ser. п о п . |
|
Зти изменения приводят к изменению магнитного сопротивления
на пути |
результирующего |
потока |
|
' |
А ф |
, |
т .е . одинаково |
|
влияют |
как |
на измеряемые |
Fac. |
- |
|
так и |
на |
компенсирующие |
ампервитки |
. |
Поэтому не симметрия |
магнитопровода |
влияет только на зеличпну порога чувствительности преобразо вателя и является систематической погрешностью второго