Изучение принципа работы, конструкции н исследование характеристик индуктивного преобразователя

Цель работы: изучение принципа работы, конструкции н исследование характеристик индуктивного преобразователя.

Основные понятия

Индуктивный преобразователь с переменным воздушным зазором (рис.1) имеет обмотку, намотанную на сердечник из электротехнической стали. Магнитный поток в сердечнике замыкается через якорь, который может перемещаться относительно сердечника, изменяя тем самым воздушный зазор l на пути магнитного потока преобразователя. Якорь имеет механическую связь с элементом (на рис. 1 не показан), перемещение которого необходимо измерить.

Сила тока, проходящего через обмотку преобразователи, определяется:

Где U-напряжение питания;

-полное сопротивление обмотки переменному току;

г- активное сопротивление обмотки;

- индуктивное сопротивление обмотки;

W_u- круговая частота напряжения питания;

L- индуктивность обмотки.

Известно, что индуктивность обмотки определяется выражением:

где W- число витков обмотки;

- . магнитный поток сердечника;

Rм- магнитное сопротивление магнитопровода преобразователя.

Магнитное сопротивление магнитопровода по пути магнитного потока равно сопротивлению стали сердечника и якоря Rст и сопротивлению воздушного зазоре Rв:

Сопротивление воздушного зазора

где l- длина воздушного зазора

S- поперечное сечение воздушной части магнитопровода (принимается равной поперечному сечению магнитопровода),

 магнитная проницаемость воздуха.

С учетом этих выражений находим индуктивные сопротивления обмотки

Из этого следует, что реактивное сопротивление обмотки изменяется в обратной зависимости от длины воздушного зазора в магнитопроводе.

Выходной величиной индуктивного преобразователя является ток в обмотке. А значит, статическая характеристика

и имеет вид, представленный на рис.2. а

В некотором диапазоне изменения воздушного зазора l его магнитное сопротивление Кв намного больше магнитного сопротивления стали Rст. Пренебрегая в этом случае Rст, получим..

В этом же диапазоне изменения реактивное сопротивление намного больше активного сопротивления r обмотки. Пренебрегав при этом значением активного сопротивления r, получаем

Таким образом, в некотором диапазоне изменения статическая характеристика индуктивного преобразователя является линейной с коэффициентом передачи

Линейная статическая характеристика показана пунктирной линией (рис.2). Реальная характеристика достаточно точно совпадает с линейной в диапазоне . При использовании индуктивных преобразователей этот участок. принимается рабочим.

Индуктивные преобразователи используют совместно с измерительными преобразовательными схемами при автоматизации измерений в регулировании измерений и регулировании величин давлений, расходов жидкостей и газов.

Uв=20 B
Прямой ход
I,дел.	97	370	385	415	420	427	440	452	457	460	464	467	470	472	475	477	479
L,мм	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
I,мА	17,46	66,96	69,3	74,7	75,6	76,86	79,2	81,36	82,26	82,8	83,52	84,06	84,6	84,96	85,5	85,86	86,22

I,дел.	479	476	474	470	469	467	464	460	452	440	437	432	410	405	387	97
L,мм	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
I,мА	86,22	85,68	85,32	84,6	84,42	84,06	83,52	82,8	81,36	79,2	78,66	77,76	73,8	72,9	69,66	17,46

I,дел.	86	280	374	400	420	430	432	457	460	464	470	475	478	480	482	484
L,мм	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
I,мкА	5,16	16,8	22,44	24	25,2	25,8	25,92	27,42	27,6	27,84	28,2	28,5	28,68	28,2	28,92	29,04

Uв=5 B
Обратный ход
I,дел.	482	480	479	478	475	469	460	460	457	448	440	435	415	384	278	92
L,мм	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
I,мкА	28,92	28,2	28,74	28,68	28,5	28,14	27,6	27,6	27,42	26,88	26,4	26,1	24,9	23,04	16,68	5,52

lmin=0

lmax=1

Imin=20

Imax=70

 

lmin=1

lmax=2

Imin=17

Imax=70

                                                                                         

lmin=1

lmax=7

Imin=5

Imax=25

    

lmin=1

lmax=8

Imin=5

Imax=27

Вывод: мы изучили принцип работы, конструкцию и исследовали характеристики индуктивного преобразователя.