Расчет метрологических характеристик электромагнитных измерительных преобразователей

Стрельцов

Лабораторная работа №3,4

«Расчет метрологических характеристик электромагнитных измерительных преобразователей»

Цель: закрепить теоретический материал по статическим характеристикам измерительных систем и научиться производить анализ статических характеристик.

Вариант №3

Дано:

Вар,	Магнитопровод	, мм-1	Z, кОм	f, кГц	D´x, мм	Δхн, мкм	Тип
							преобр,
3	C	0.1	0.8÷2.4	2.4÷4.7	1.6	1	О

Обозн,	Размеры, мм				Материал	μс
	lc	lк	R	r	сердечника
C	34	17	5.8	2.2	Феррит	2000

Магнитная постоянная μ₀=4π∙10^–7 Г/м

Расчет:

Находим относительную максимальную чувствительность преобразователя:

= -0,09773

                     Данное условии не выполняется

Определяем значение индуктивности:

= 0,2118

Относительная длина сердечника:

=7,727

Собственный коэффициент размагничивания сердечника плунжерного преобразователя можно найти по следующей экспериментальной зависимости:

=0,033

Относительная магнитная проницаемость c учетом размагничивания сердечника: =29,9

Находим число витков обмотки:

=1444

Рассчитываем абсолютную погрешность от нелинейности характеристики:

Для этого составляем  таблицу:

x	m	L(m)	L'(m)	ΔХн
26	4,193548	0,091061	-0,00484	1,009444
27	4,354839	0,075739	-0,00403	0,839631
28	4,516129	0,060416	-0,00333	0,67106
29	4,677419	0,045093	-0,00276	0,503713
30	4,83871	0,029771	-0,00229	0,337486
31	5	0,014448	-0,00191	0,172223
32	5,16129	-0,00087	-0,00161	0,007748
33	5,322581	-0,0162	-0,00137	-0,1561
34	5,483871	-0,03152	-0,00117	-0,31945
35	5,645161	-0,04684	-0,00101	-0,48241
36	5,806452	-0,06216	-0,00088	-0,64508
37	5,967742	-0,07749	-0,00077	-0,80751
38	6,129032	-0,09281	-0,00068	-0,96975
39	6,290323	-0,10813	-0,00061	-1,13184

абсолютную погрешность находим с помощью                                                        и

Рассчитываем аналитическую характеристику плунжерного преобразователя и уравнение линеаризующей прямой, проходящей через точку (L_m, x_m), а также рассчитываем вспомогательные характеристики по формуам:

D_x=12,  расчет закончен.

Основы расчета индуктивных преобразователей с переменным зазором

Дано:

Размеры магнитопроводов индуктивных преобразователей

Вариант	Размеры, мм
	l1	l2	l3	l4	l5	l6	l7	l8
3	3.2	6.2	11.8	14.4	4.7	3.2	2.5	14.5

Расчет: (Сердечник)

Номер участка	Эскиз участка	lср.i, мм	si, мм2	lср.i/Si
1		4,7	8,042477193	0,584397
2 (внутр)		3,2	22,14822821	0,144481
4 (внеш)		3,2	53,50132289	0,059812
5		5,6	35,09045259	0,159588
	lс	16,7	lср/S	0,948277

Находиим эквивалентную площадь сечения магнитопровода:

(Якорь)

Номер участка	Эскиз участка	lср.i, мм	si, мм2	lср.i/Si
1		2,5	165,129964	0,015139
10
	lя	2,5		0,015139

Находим общую длину магнитопровода l и эквивалентную площадь его сечения s_э

l=19,2;

Находим собственный коэффициент размагничивания сердечника:

 - длина катушки преобразователя

Относительная длина сердечника:

=3,53

Находим коэффициент выпучивания магнитного поля в немагнитном зазоре:

a = 2,8

Количество зазоров к=2

Верхний предел измерения преобразователя:

=2,76

Условие не выполняется, поэтому продолжаем расчет:

- диаметр провода катушки

t=2,8 – ширина паза сердечника

=996  - число витков катушки

Находим среднюю напряженность магнитного поля в сердечнике:

Находим относительную магнитную проницаемость c учетом размагничивания сердечника:

В=1,4 (Характеристики намагничивания некоторых электротехнических сталей)

 

Определяем номинальное значение измерительного зазора:

α=l_к/l_с=0,191

Определяем диапазон измерения преобразователя при обеспечении требуемой относительной чувствительности и нелинейности характеристики: