Лекція 6
Тема 6.1: «Диференціальний датчик»
Наявність струму холостого струму не має диференціальний датчик, призначений для вимірювань знакозмінних переміщень (рис.).
Обмотки датчика можуть включатися по мостовій і диференціальній схемах.
На рис. показана мостова схема включення обмоток, два плечі якої утворені обмотками W1 і W2. Як решта плечей Z1 і Z2 звичайно використовуються дроселя з постійною індуктивністю. При нейтральному положенні якоря індуктивні опори обмоток рівні, тому напруга на виході схеми Uвих =0.
Зміна повітряного зазору приводить до розбалансу моста, причому фаза Uвих міняється на 180 ел. град. при зміни знаку зсуву якоря щодо нейтрального положення.
Струми в котушках 1 і 2 рівні відповідно
I1 =k*(l+x),
I2= k*(l-x).
Вихідним сигналом датчика є напруга, ефективне значення якого рівне:
U вих=I1*R-I2*R= 2k* Rx.
Чутливість диференціального датчика в два рази вище, ніж одинарного.
Вони дозволяють вимірювати вельми малі переміщення.
Недолік - сильна залежність від частоти живлячої напруги, трудності регулювання, велика інерційність.
Тема 6.2: «Трансформаторні електромагнітні
перетворювачі (взаємної індуктивності)»
Принцип дії цих перетворювачем заснований на зміні взаємної індукції між двома системами обмоток.
Конструктивно трансформаторний перетворювач можна одержати з індуктивного шляхом застосування двох обмоток, друга обмотка позначена штриховою лінією (див. рис.).
При цьому величина взаємо індукції М визначається виразом:
М= W1*W2 / Zм,
де:
W1 і W2 відповідно число витків першої і другої обмоток;
Zм - повний магнітний опір.
Схема трансформаторного індуктивного датчика може бути представлена і іншою схемою:
Звідси витікає, що змінюючи повний магнітний опір Zм шляхом переміщення якоря або взаємну орієнтацію обмоток W1 і W2 щодо один одного, можна міняти взаємну індуктивність.
Датчик має дві обмотки живлення 3 і одну вихідну обмотку 2. Обмотки 3 включені так, що їх потоки в сердечнику вихідної обмотки 2 направлені в протилежні сторони.
Якщо магнітні опори обох обмоток живлення однакові, то потоки і що наводяться ними е.р.с. у обмотці 2 взаємно компенсуються, унаслідок чого вихідний сигнал датчика рівний нулю. Якщо магнітні опори обмоток живлення неоднакові, тобто неоднакові коефіцієнти взаємної індукції цих обмоток з обмоткою 2, то вихідний сигнал датчика буде рівний:
U вих = e1 - e2
де:
е1 і е2 - е. р. с., наведені в обмотці 2 магнітними потоками обмоток живлення.
Враховуючи, що
;
,
де:
M1 і М2 - коефіцієнти взаємної індукції обмотки 2 з першою і другою обмотками 3 одержимо:
U вих = W2*W 3 [ 1/ R м1 -1/ Rм2] di / dt,
де:
R м1 і Rм2 - магнітні опори обмоток 3,
W2 і W3 - числа витків обмотки 2 і однієї обмотки 3.
Недолік - сильна залежність від частоти живлячої напруги, трудності регулювання, велика інерційність, а також тільки робота датчиків на змінному струмі.