книги из ГПНТБ / Зарипов М.Ф. Автокомпенсационные регистраторы постоянного тока с бесконтактными компенсирующими элементами учеб. пособие
.pdfпорядка малости» |
|
|
||
SèB |
И |
ftö-pfc Непостоянства зазоров ЙКЗІІ, вызванного овальное*' |
||
і№ бое ено с тье зависимость |
ко.мпеНснрущкх аыпервитков |
от |
||
W |
в |
певррета. и^йовнтся в пределах каждого оборота нелинейной, |
||
конечном Оче.?о. вызывает |
степень Нелинейности (c u .§ |
3-3 )» |
S&fttt Я? квѵіпенсировв?ѣ эту нелинейность с помощью нелинейной иймШ* уО результат й&церения будет производиться с пегреш-
нос¥£в« |@вде8 кйлв.чеетвенно степени нелинейности» Однако, как было % § 3=-Э, величина степени нелинейности монет быть сущестйёййб ШШёНіа За счет сдвинутых относительно друг друга
иодновременно навиваемых витков компенсирующей обмотки.
Йз-за неточности градуировки шкалы преобразователя по
является систематическая погрешность отсчета показаний, величи
на которой, однако, будет тем меньше, чем на большее число оборо-
тов расчитай МКЭИ, т.к» абсолютное значение неточности будет повторяться с каздым новым оборотом.
в/ Йесоверпенство условий эксплуатации» Источники погрешности из-за несовершенства условий экс
плуатации являются основными погрешностями преобразователя и
к этим источникам могут быть отнесены лхгты Кедду педвинными и неподвижными цилиндрическими деталями ІІКЭМ, нерг’мігмсрнссть на
мотки Коштейейрувщих витков^ собственный нагрев, |
г тарой иг маг |
|
нитного материала ■, |
Механический, гйстерс'зис при перегрузках дви |
|
гателя ав'токо'мпейсйциМной системы и 'Т.Ж |
одкм»« |
|
При налйч'ИИ |
лтийт-а 'между подписными И |
|
ДфМИйё'&Киня частями |
преобразователя boshühHCt 'ссхр-дочікос |
143
снещение подвижной части под влиянием вибрации и толчков, в
результате чего возникает погрешность, относящаяся к разряду случайных. Величина погрешности при этом расчитывается по
выражению ( |
3-25 ) и равна |
по приведенному Sзначению' |
степени |
|||
нелинейности |
с учетом |
того, |
что вместо |
а |
подстав |
|
ляется значение люфта. Тут |
также погрешность от люфта нонет |
|||||
быть |
снивсена |
за счет |
увеличения максимального числа |
оборотов |
||
и за |
счет увеличения |
числа |
одновременно наматываемых и сдви |
нутых по окружности витков.
Для учета неравномерности намотки компенсирующих вит
ков примем во внимание то, что компенсирующие витки могут
занять два крайних положения вдоль центрального стержня на
расстоянии Bfj
Следовательно выражение для погрешности имеет вид:
IѴк = |
G-g+ 0/££ц |
100% , |
|
( |
4- J 2 ) |
|
где. |
- суммарноя магнитная |
проводимость преобразо |
||||
|
вателя ; |
|
|
|
|
|
|
- удельная магнитная проводимость преобразова |
|||||
|
теля |
на |
участке |
. |
влияет лишь на |
изме |
' Собственный |
нагрев НКЭ’І в целом |
|||||
нение порога |
чувствительности Ш ОД, |
так |
как его влияние |
одина |
ково как на компенсирующие аыпервитки так и на измерительные ампервитки, т . е , погрешность от собственного нагрева имеет величину зторого порядка малости по сравнению с погрешностями от другаX источников.
Погрешности из-за старения магнитного материала МКЗМ появ
ляется в основной при эксплуатационном износе трущейся по верхности ленду подвижной и неподвижной частью преобразова теля, а также с изменением магнитной характеристики стали магнитопровода, которая относится к систематическим погреш ностям и если старение равномерное, то оно влияет только на величину порога чувствительности преобразователя, т . е , не
значительно.
Механический истерезис появляется и з -за нежесткого крепления подвижной части к стрелке отсчетпой шкалы или перу самописца или при больших перегрузках двигателя.
Как правило, у существующих автокомпенсанионных систем погрешность, вызванная этими причинами,не превышает и десятой доли основной погрешности.
т-
§4-3 ИСТОЧНИКИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ
КОМПЕНСИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ,
а/ Нестабильность источников питания МКЗМ..
Нестабильность питания источников МКЭІІ заклинается в ко
лебании компенсирующего тока и в колебании напряжения модуляции
по амплитуде, фазе и частоте и приводит к дополнительной пог
решности преобразователя.
При колебании компенсирующего тока преобразователя изме
няются ампервитки компенсирующей обмотки |
F* |
на величину |
|||
д /£, |
, |
которой при |
максимальном повороте |
подвижной части |
|
соответствует |
следующее |
уравнение компенсации: |
|
Величина |
= c o n i-6. |
't |
( 4-13) |
& J K язляется |
источником дополнительной |
погрешности преобразователя и изменяет при том же измеряемом
токе |
Z x . Mojcc |
на |
A st |
угол поворота подвижной |
части |
преобразователя |
|
|
|
||
|
Х!С_АісиіСЩ с.2^-—^м а*с{^і<мажс.+АХ^Ѵ(Іі о |
С |
|||
|
|
(Хкма*с. +Л Ік }У & ° |
|||
ляется |
Приведенная погрешность преобразователя при этом опреде |
||||
из выражения: |
|
|
|
ütL |
_ Хд мо* e-fox. |
/чаж с.W/eр -^м а^ц-АІц 1Л£с^дясй |
j n n ' / — |
_ _ |
^K/lfCUcC. + |
Ч-І5 ) |
|
----- 4a5s------- iO O ^ . |
( |
||
|
і-Кмаже. + 4 ^ |
|
|
Колебание амплитуды - модулирующего |
напряжения |
Um |
||
приводит к изменена» йкдуѵияй |
Ѳпрод |
, а |
следовательно, |
|
|
иэ . д . с . в выходной о&гствдч
Таким образом,колебания амплитуды напряжения модуля |
|
ции влияют только на величину порога |
чувствительности преобра |
з о в а т е л я ^ .е . приводят к погрешностям |
второго порядка иалостк |
Колебание частоты и фазы модулирующего напряжения |
такие влияют только нп величину порога чувгтвитольнлстн всего преобразователя.
б/Погрешности и з -за неблагоприятных ’нгшнмх. услсгнп.
Рассмотрим погрешности, вызнанные колебанием окружа
ющей температуры и наличием внешнего магнитного потока.
Колебания окружающей температуры приводят к появле
нию дополнительной погрешности преобразователя и изменяют как
электрические, |
т а к и |
магнитные параметры: активное сопротив |
||||||
ление |
модулирующей, |
измерительной |
и компенсирующей обмоток |
- |
||||
Р |
р |
|
е |
|
магнитное сопротивление магнитопроводо |
Z , |
||
Т*) |
|
*• / |
|
? |
|
* |
|
|
магнитную пр^сдимос-ть воздушнгг" |
зазора |
Q.g |
|
|||||
|
|
Изменение последней вызвано линейными расширениями магни+спро-
вода подвижного и неподвижного частей преобразователя /2,56+61/.
Зависиі.:ость перечисленных парапетов от температуры
определяется из выражений:
**Х4+£*а9‘) * |
с 4 - і б ) |
С 4 -Г 7 )
|
|
|
£f = |
b J i +ÂfA ѳ) ’ |
|
С 4 -1 6 ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
Rr. ) |
j |
- |
начальные |
значения параиетров; |
|
|
|
eLp f ®4Ъ |
||||||
|
|
|
|
elf |
- |
соответственно температурные |
||
коэффициенты сопротивления материала обмотки, иагнитного |
||||||||
иатериала |
преобразователя и |
зоздушного зазора; |
||||||
нальной |
А в |
- разница ыекду окружающей температурой и ноыи- |
||||||
температуройZ. ju |
и |
в-£ |
я |
уравнениях ( 4-17 ) . |
||||
и ( |
|
Изменения |
|
|
||||
4-18 ) |
сказываются лишь |
на величине разбаланса'по потоку, |
||||||
так |
как |
одинаково |
изменяют |
как поток, создаваемый измеряемый |
||||
TCKOU', |
так и поток, создаваемый компенсирующий током. |
|||||||
|
|
Таким образом, влияние |
колебания |
температуры на магнит |
ные параметры приводит лишь к незначительному изменению порога
чувствительности |
компенсирующего элемента. |
’Л-змеиение |
ке активного сопротивления в цепи компенск- |
іу ; к , . і х тока при |
изменении температуры имеет место лишь при |
148
питании компенсирующая обмотки от стабилизированного источ ника напряяения.
|
И в этом случае оно монет внести ощутимую погрешность. |
|||||||||||
Величина |
активного сопротивления обмотки компенсации в соот |
|||||||||||
ветствии |
с уравнением ( 4-16 ) |
запишется |
в виде: |
|
|
|||||||
где |
|
RK * |
R*o ( ^ |
* * л |
коэффициент |
( 4-19 ) |
||||||
|
e£R)t |
- |
температурныя |
сопротивления |
ма |
|||||||
териала провода |
компенсирующей обмотки. |
|
R* |
|
|
|||||||
|
Для уменьшения влияния |
ä Ѳ |
на |
полно в |
||||||||
цепь компенсирующего Тока включить балластное сопротивление |
||||||||||||
Kg |
/ "5 7 У . |
В этом случае |
ток компенсации находится |
из: |
||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
Лг + |
К— t |
|
|
|
|
( 4-20 ) |
|||
где |
|
|
|
К |
|
|
|
напряжение |
||||
|
Uk |
|
- стабильное компенсирующее |
источ |
||||||||
ника постоянного |
тока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
С учетом ( 4-19 ) выражение для компенсирующего тока |
|||||||||||
перепишется в виде: |
|
|
|
|
|
|
С ^ |
21 |
||||
\ |
+ й І *= |
^ '( 4 + J ^ A б ) + RkB({+ |
* J ' |
|||||||||
где |
|
*t-ng |
- |
температурный |
коэффиітент |
сопротивления |
ма |
|||||
териала балластного сопротивления. „ |
|
|
к появ |
|||||||||
лению |
Изменение |
I R при |
колебании |
температуры приводит |
||||||||
э . д . с . |
рассогласования |
в |
выходной |
обмотке компенсирую |
щего |
элеиента. |
|
|
|
|
|
|
Это в свов очередь приведет к повороту подвижной часта |
|||||
на угол |
из-за |
I соответствующий абсолютной Аиреш- |
|
|||
ности |
системы |
колебания |
температуры. |
г |
|
|
|
■ ZkV fc. zJZ |
|
|
( 4-22 |
) |
|
|
W h0{j kS a I «) |
|
||||
где |
d p |
- угол |
поворота |
подвижной части |
преобразователя |
|
при компенсирующем |
токе І № . |
|
|
|
||
|
Приведенная |
погрешность, вносимая компенсирующей цепью |
при максішальнон угле поворота подвижной части , в результате
преобразования выражения С 4-22 ) определится из-:
V |
__ |
Adnaxa. |
_ |
^чЯ, |
+^ « Rko л л |
1 |
' |
; |
Лв |
dnaxc. |
+ Rt;a |
|
С 4 .2 3 ) |
Так гак балластное сопротивление выполняетоя из матери
ала с малым температурным коэффициентом сопротивления (
мер из константана), то* выбирая Rg R* t можно
значительно снизить температурную погрешность компеноирую-;
щего элеиента. Например, |
если для |
константана |
||||
= 0.00001, а для меди |
в |
интервале |
теипературы от 0 до І00°С. |
|||
oL R|( |
=0.00427 |
f |
54 |
J , |
то погрешность при изменении тем |
|
пературы |
на 10° равна |
|
|
|
|
150
l |
■ID + |
Ю* |
( 4-24 ) |
1t |
|||
\ |
превышает для |
экспериментального образца 0 ,4 |
|
и не |
|||
|
Изменение активного сопротивления измерительной обмотки |
||
из-за колебания температуры |
имеет смысл учитывать лишь при ав - |
||
токомпенсационном |
измерении |
постоянного напрянения, а не тока. |
|
|
Изменение |
активного |
сопротивления модулирующей обмотки |
с изменением внешней температуры изменяется незначительно,
|
< XL , |
|
так как Кроме того, это изменение приводит только к незначитель |
||
ному изменение |
порога |
чувствительности. |
Внешне |
магнитное поле значительное влияние оказывает |
|
на недифферешіиальную |
конструкцип компенсируете го элемента. |
При самом неблагоприятном направлении внешнего магнитного поля
о индукцией |
ßgH |
^ |
а коіща его направление совпадает |
|
|
с направлением рабочего потока, величина приведенной погрешнос ти при этом находится как:
- |
Ьм Str'I^tr-Z JC |
В$ц_ |
. |
( 4 - 2 5 ) |
І ц W ho J mcucc. _ |
|
|||
Следовательно, чем меньше магнитное сопротн” ление на |
||||
пути рабочего потока и чем больше компенсирупцие |
сперви тк н , |
|||
тем меньше |
величина погрешности. Друипмі сл с,:!,,:ч , |
негре пнест - |
пропорциональна отношению индукции внешнего иагнитногс поля к индукции, создаваем''!! рабочим поте кем .
151
У дифференциальной конструкции коипенсирущего эле
мента внешнее магнитное поле индуктирует в каждой секции
выходной обмотки ■ ЭДО'’-. одинаковые по величине и фазе, а
так как эти секции по отношении ко внешнему магнитному полю расположены астатически, то суммарная э . д . о . от внешнего магнитного поля таким образом, может быть уменьшена практи
чески до значений |
0 .1 * . |