Вопрос 8

Трансформаторные датчики: разновидности, схемы включения, принцип действия, достоинства и недостатки, статические и динамические характеристики.

Трансформаторные датчики

Их принцип действия основан на изменении коэффициента взаимоиндукции обмоток при перемещении якоря.

Статическая характеристика

Достоинства:

-простота конструкции;

-дешевизна;

-механическая прочность;

-надежность;

-возможность питания от сети переменного тока промышленной частоты;

-большая мощность выходного сигнала;

Недостатки:

-влияние внешних магнитных полей;

-влияние нестабильности частоты и напряжений;

-возможность работы только на переменном токе.

- Его характеристика нелинейная;

- Малый диапазон измерения перемещения (мм)

Выбором числа W1 и W2 легко можно менять коэффициент передачи. Датчики такого типа используются для малых перемещений.

Трансформаторный датчик с поворотной рамкой (ферродинамический преобразователь)

(для смещения характеристики; дополнительное ЭДС, кот складывается с Е2)

Это датчик угловых перемещений max напряж., когда

.

Вращающиеся трансформаторы– конструктивно они напоминают электродвигатели, т.е. имеют неподвижную часть – статор и подвижную – ротор. На роторе и статоре размещены перпендикулярно две обмотки. Коэффициент взаимоиндукции этих обмоток изменяется по синусоидальному закону в зависимости от угла поворота α. В зависимости от схемы соединения обмоток разделяют: синусо-косинусоидальные вращ. трансформаторы (СКВТ) и линейные вращ.трансформаторы (ЛВТ).

–угол поворота ротора относительно статора.

Линейно-вращающие трансформаторы

Для малых :;

– коэффициент трансформации (соотношение между числами витков ротора и статора)

,– постоянные величины

Сельсины

Применяются для измерения и дистанционной передачи угловых перемещений. По конструктивному исполнению напоминают электродвигатель и имеют статор и ротор. На статор наматывается однофазная обмотка, а на ротор трехфазная. Для дистанционной передачи перемещения сельсины используются парами. При этом сельсин, задающий угол поворота, называется сельсин-датчиком, а исполнительный сельсин называется сельсин-приемником.

Сельсины могут работать в индикаторном и трансформаторном режимах.

Схема для индикаторного режима:

–коэффициент трансформации;

– угол поворота ротора относительно статора.

Под воздействием протекающих токов возникают силы отталкивания ротора, ротор начинает поворачиваться для совпадения с .

(Следящие системы мощностью 1-10 Вт).

Трансформаторный режим

Обмотка возбуждения сельсин-приемника отключается от питания и становится питающей обмоткой для исполнительного двигателя. Вал этого двигателя соединяется с одной стороны с исполнительным органом, который надо перемещать, с другой стороны – с ротором сельсин-приемника.

Дифференциальный трансформаторный датчик

;– площадь пересечения плоскостей сердечника и якоря.

При х=0:

Смещение вправо:

Влево:

Статическая характеристика: