Расчет метрологических характеристик индуктивного измерительного преобразователя с переменным зазором, страница 2

2. На основе результатов разбиения для сердечника и якоря определяют длину магнитопровода (l_с и l_я) вдоль средней магнитной линии и эквивалентную площадь сечения магнитопровода (s_эс и s_эя):

Затем находят общую длину магнитопровода l и эквивалентную площадь его сечения s_э

3. Определяют собственный коэффициент размагничивания сердечника

где l_к – длина катушки преобразователя; λ – относительная длина сердечника:

4. Определяют коэффициент выпучивания магнитного поля в немагнитном зазоре

где D_х – требуемый диапазон измерения; а – ширина полюса (см. рис. 2.); z – координата поля выпучивания вдоль сердечника (z ≈ 1.5a).

5. Определяют верхний предел измерения преобразователя:

где k – число одновременно изменяющихся под воздействием входного перемещения х измерительных зазоров.

6. Проверяют условие Если условие не выполняется, то получить у данного преобразователя требуемый диапазон измерения нельзя. Необходимо изменить размеры магнитопровода.

7. Определяют среднюю напряженность магнитного поля в сердечнике:

где w – число витков катушки, принимаемое равным

где t – толщина намотки катушки, принимаемая равной ширине паза сердечника, в который эта катушка укладывается; d_п – диаметр провода катушки:

где средний ток в катушке I_к задается в мА.

8. Определяют значение относительной магнитной проницаемости c учетом размагничивания сердечника

где μ_с – относительная магнитная проницаемость материала сердечника, определяемая на основе кривой намагничивания материала (см. рис. 2.1).

9. Определяют номинальное значение измерительного зазора, соответствующее середине диапазона измерения преобразователя

где

где α=l_к/l_с.

10. Определяют диапазон измерения преобразователя при обеспечении требуемой относительной чувствительности и нелинейности характеристики

11. Полученное значение диапазона измерения D´_x сравнивают с требуемым значением. Если D´_x < D_x расчет закончен. При невыполнении условия необходимо изменить размеры преобразователя и повторить расчет.

3 Варианты заданий

Таблица 3.1 Исходные данные для расчета

Вар,	Материал магнитопровода	, мм-1	εн, %	Iк, мА	Dх,
1	Сталь Э42	0,1	0,8	8	6,5
2	Сталь Э45	0,2	1,0	9	6,3
3	Сталь Э310	0,1	1,2	10	6,5
4	Сталь Э380	0,2	0,8	11	6,0
5	Сталь Э42	0,1	1,0	12	6,2
6	Сталь Э45	0,2	1,2	8	6,3
7	Сталь Э310	0,1	0,8	9	6,5
8	Сталь Э380	0,2	1,0	10	6,3
9	Сталь Э42	0,1	1,2	11	6,5
10	Сталь Э45	0,2	0,8	12	6,0
11	Сталь Э310	0,1	1,0	8	6,2
12	Сталь Э380	0,2	1,2	9	6,3

Рис. 3.1 Эскиз магнитопровода преобразователя с переменным зазором

Таблица 3.2 Размеры магнитопроводов преобразователей

Вариант	Размеры, мм
	l1	l2	l3	l4	l5	l6	l7	l8
1	3,0	6,0	11,5	14,0	4,5	3,0	2,0	14,0
2	3,1	6,1	11,6	14,2	4,6	3,1	2,2	14,2
3	3,2	6,2	11,8	14,4	4,7	3,2	2,5	14,5
4	3,3	6,4	12,0	14,6	4,8	3,4	2,0	14,6
5	3,4	6,5	12,1	14,8	4,9	3,0	2,2	14,8
6	3,5	6,6	12,2	15,0	5,0	3,1	2,5	15,0
7	3,5	6,6	12,2	15,0	4,5	3,2	2,0	15,0
8	3,4	6,5	12,1	14,8	4,6	3,4	2,2	14,8
9	3,3	6,4	12,0	14,6	4,7	3,0	2,5	14,6
10	3,2	6,2	11,8	14,4	4,8	3,1	2,0	14,5
11	3,1	6,1	11,6	14,2	4,9	3,2	2,2	14,2
12	3,0	6,0	11,5	14,0	5,0	3,4	2,5	14,0

4. Приложение

Таблица 4.1

Геометрические характеристики элементарных магнитопроводов

5. Рекомендуемая литература

1. Проектирование датчиков для измерения механических величин/ Под ред. Е. П. Осадчего. – М.: Машиностроение, 1979. – 480 с.

2. Федотов А. В. Расчет и проектирование индуктивных измерительных устройств. – М.: Машиностроение, 1979. – 176 с.

3. Электромагнитные датчики механических величин/ Н. Е. Конюхов, Ф. М. Медников, М. Л. Нечаевский. – М.: Машиностроение, 1987. – 256 с.