8.2.2. Погрешности трансформаторных ип

Погрешности трансформаторных ИП обусловлены теми же причинами, что и в индуктивных ИП. Кроме этих погрешностей трансформаторные преобразователи имеют погрешности: 1) обусловленные протеканием тока во вторичной обмотке и изменением ее сопротивления; 2) изменением тока в первичной цепи при перемещении якоря.

Для уменьшения погрешности, вызванной изменением тока в первичной цепи, необходимо включить в цепь высокоомный добавочный резистор. Уменьшение погрешности из-за тока во вторичной цепи достигается использованием измерительного прибора или вторичного преобразователя с больших входным сопротивлением.

Для улучшения характеристик трансформаторных ИП используются дифференциальные преобразователи. На рис. 8.4д показан преобразователь с подвижным сердечником. Первичные обмотки включены между собой последовательно, а вторичные включены встречно. Последовательное соединение первичных обмоток позволяет существенно уменьшить погрешность, обусловленную изменением тока в первичной цепи. При таком включении сопротивление одной первичной обмотки возрастает, а второй уменьшается примерно на ту же величину, и в целом сопротивление остается неизменным, т. е. ток в первичной цепи остается постоянным.

В дифференциальных ИП суммарная ЭДС на выходе [9]

Е₂ = Е₁₂ – Е₂₂ = w₂ _O /(2 w₁) [1/(_O -  ) – 1/(_O +  ) ]U_~ , (8.11)

где  – смещение якоря относительно его среднего положения.

При ²_O  ² функция преобразования практически линейна.

Е  w₂  U_~ /(_O w₁). (8.12)

Чувствительность преобразователя

S = w₂ U_~ /(_O w₁). (8.13)

Свойства дифференциальных трансформаторных ИП аналогичны свойствам дифференциальных индуктивных ИП.

8.3. Магнитоупругие ип

8.3.1. Принцип действия, конструкции магнитоупругих ип

Принцип действия магнитоупругих ИП основан на магнитоупругом эффекте и заключается в изменении магнитной проницаемости ферромагнитного материала под действием упругих деформаций.

Магнитоупругие ИП являются разновидностью индуктивных ИП с замкнутым магнитопроводом. При наличии второй обмотки он может работать как трансформаторный преобразователь [17].

Различные варианты выполнения магнитоупругих ИП показаны на рис. 8.5. При воздействии механической силы F в чувствительном элементе 1 возникают механические напряжения , которые обусловливают изменение магнитной проницаемости  чувствительного элемента и магнитного сопротив-ление R_M преобразователя. При этом изменяется индуктивность L обмотки 2 (рис. 8.5 а) или взаимная индуктивность М между обмотками 2 и 3 (рис. 8.5 б, в).

а) б) в)

Рис. 8.5

В магнитоупругих преобразователях возможно использование изменения магнитной проницаемости в одном направлении (рис.8.5 а, б) и использование изменения магнитной проницаемости вследствие анизотропии магнитных свойств ферромагнитных тел при их деформации, в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Обмотки преобразователя 2 и 3 (рис. 8.5 в), основанного на анизотропии свойств, располагаются под углом 90⁰ друг к другу. В ненагруженном состоянии магнитные силовые линии первичной обмотки 2 не пересекают витки вторичной обмотки 3. При приложении усилия магнитные силовые линии первичной обмотки искажаются и пересекают витки обмотки 3, при этом в ней индуктируется ЭДС.

Достоинствами магнитоупругих ИП являются: 1) большая выходная мощность, так как в них все тело чувствительного элемента, воспринимающего измеряемое усилие, является активным; 2) малый прогиб под действием нагрузки; 3) малое электрическое сопротивление.