Индуктивные и трансформаторные измерительные преобразователи, страница 2

Взаимная индуктивность меняется от изменения полного маг­нитного сопротивления Z_M цепи, либо от взаимного перемещения обмоток.

Tрансформаторные преобразователи конструк­тивно имеют много общего с индуктивными преобразователями, отличаясь от них наличием второй системы обмоток.

В настоящее время широко применяются вращающиеся трансформаторы и сельсины. Вращающиеся трансформаторы имеют, как правило, по две вза­имно перпендикулярных обмотки на роторе и статоре. Вращающие­ся трансформаторы приспособлены для работы в одном из двух режимов: режиме синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) и режиме линейного вращающегося трансформатора (ЛВТ).

На одну из обмоток статора подается напряжение питания U_1. Выходные напряжения U₂  и U₃  снимаются с обмоток ротора, раз­вернутого относительно статора на угол j. Сопротивления R₁, R₂ и Rз подбирают таким образом, чтобы ток I₁ в обмотке питания ос­тавался постоянным для любого угла j. Выходные напряжения пре­образователя равны:

где w₁ и w₂  -- соответственно число витков в каждой из обмоток статора и ротора.

Синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы различают­ся по классам точности. Для наиболее высокого класса точности до­пустимая погрешность составляет величину порядка одной угловой минуты.

В процессе работы погреш­ности могут появиться вслед­ствие неправильного подбора сопротивлений в схеме, неста­бильности напряжения и час­тоты питания, изменений рабо­чей температуры преобразова­теля.

Разновидностью вра­щающихся трансформаторов являются сельсины. Обычные сельси­ны состоят из однофазной первичной и трехфазной вторичной об­моток. Трехфазные обмотки расположены в пространстве под угла­ми 120° одна относительно другой. Сельсины используются для работы в режиме дистанционной передачи угла и в трансформаторном режиме.

Сельсины могут быть использо­ваны в трансформаторном режиме как устройства, измеряющие разность угловых перемещений. Рабочий диапазон измеряемых уг­ловых разностей обычно не превышает 30°, при этом погрешность нелинейности составляет ±2%.

Сельсины изготовляются по трем классам точности. Они обеспе­чивают точность работы, характеризуемую погрешностями от 0,1 до 2,5°.

Рис 3

Примером трансформаторного дат­чика, в котором при изменении положения якоря изменяется коэффициент взаимной индукции, может служить следящий транс­форматор (рис. 3)

На среднем стержне Ш-образного сердечника 1  имеется первичная обмотка, к которой подводится напряжение питания пе­ременного тока. На двух крайних стержнях располагаются две одинаковых вторичных обмотки   w₁ и w₂, включаемые в схему последовательно и встречно. Подвижной частью датчика является якорь 2, поворачивающийся вокруг точки 0. Если якорь 2 зани­мает нейтральное симметричное положение относительно крайних

стержней, то магнитное сопротивление обеих выходных обмоток оди­наково и, следовательно, одинаковы коэффициенты взаимной индук­ции между каждой из выходных обмоток и первичной обмоткой транс­форматора. В этом случае в обмотках  наводятся рав­ные по амплитуде и противоположные по фазе э.д.с., что соответ­ствует   выходному   напряжению   U=0. Поворот якоря 2 в ту или иную сторону вызывает увеличение или уменьшение маг­нитного сопротивления для одного край­него стержня и противоположное измене­ние магнитного сопротивления для дру­гого крайнего стержня сердечника. Это приводит к соответствующим изменениям коэффициентов взаимной индукции и появ­лению результирующей э.д.с., амплитуда которой будет зависеть от величины угла поворота якоря 2, а фаза—от направле­ния поворота.

Перечисленные выше достоинства и недостатки индуктивных преобразователей могут быть отнесены и к трансформаторным пре­образователям. Однако последние характеризуются еще такими преимуществами, как отсутствие гальванической связи между цепя­ми входа и выхода, а также обеспечение выходного сигнала (на­пряжения) без дополнительных схем.