Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



нием, полностью сбалансировать трудно вследствие наличия несбалансированных составляющих с частотами, отличными от основной.

Для уменьшения погрешности, обусловленной остаточным разбалансом моста, используется фазочувствигельный вьшрямитель. Его средний выходной ток

/ = kUcosp, (4.113)

где и - подаваемое на вход напряжение; - фазовый угол между измеряемым и управляющим напряжением; к - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров выпрямителя.

Прибор проектируется так, чтобы напряжение разбаланса моста, вызванное перемещением якоря преобразователя, бьшо в фазе с управляющим напряжением, а напряжение, вызванное плохим подбором сопротивлений, было сдвинуто на угол ip = 7г/2. При этом выходной ток выпрямителя будет определяться только перемещением якоря индуктивного преобразователя.

Фазочувствигельный вьшрямитель вьшрямляет напряжение, имеющее ту же частоту, что и управляющее напряжение, и частоту его нечетных гармоник. Это значительно уменьшает аддитивную погрешность, вызванную наличием высших гармоник в напряжении питания моста.

4.2.6. Трансформаторные преобразователи

Гфикцип. действия и конструкция. Трансформаторный преобразователь представляет собой трансформатор, у которого под влиянием входного сигнала изменяется взаимная индуктивность, что приводит к изменению вторичного, выходного напряжения.

Различают два вида трансформаторных преобразователей: с изменяющимся магнитным согротивлением и с постоянным магнитным сопротивлением и подвижной обмоткой.

Преобразователи первого вида конструктивно аналогичны индуктивным преобразователям и отличаются тем, что вместо одной имеют две обмотки. Так, например, преобразователь (рис. 4.28,а) состоит из П-образного магнитопровода i, подвижного якоря 2 и двух обморок Wj и Wj. При изменении воздушного зазора б изменяются магнитное сопротивление Д и взаимная индуктивность М- . При этом изменяется вторичная ЭДС

Е2 = jiMb. (4.114)

Как известно, коэффициент взаимоиндуктивности представляет собой коэффициент пропорциональности между потокосцеплением вторичной обмотки W2*2 и током псрвичной обмотки/,:

Л= 2Ф2 1. . (4.115)




Рис. 4.28

Ток катушки возбуждения /] связан с ее МДС Fy законом полного тока

/i = Fjwy,

где Wj -число витков первичной обмотки. Из последних равенств следует

(4.116)

(4.117)

где = Fij2 - взаимное магнитное сопротивление.

Если рассеяние магнитного потока мало и можно считать, чт8 Ф1 = = Ф2,тоЛ*=Л.Из (4.114)-(4.117) следует

=/o;w,W2/,/i?. (4.118)

Магнитная цепь трансформаторного преобразователя аналогична магнитной цепи индуктивного преобразователя (рис. 4,28,а). Поэтому, подставив выражение (4.98) в (4.118), можно получить его функцию преобразования

Ег = jcJWiW2liHoQI(.2& + м,). (4.119)

Пренебрегая магнитным сопротивлением стали Qlvj. 26), получим

Ег = joiWyWhUoQIb. (4.120)

По вьфажениям (4.119) и (4.120) можно определить £2, если ток возбуждения! не зависит от перемещения якоря. Однако если преобразователь подключить к источнику с постоянным напряжением



f/j. то при уменьшении, например, воздушного зазора б возрастают индуктивность первичной обмотки Li и сопротивление, первичной цепи joiL 1, что ведет к уменьшению тока ly и вторичной ЭДС . Она будет меньше, чем рассчитанная по выражениям (4.119), (4.120).

Большей стабильностью первичного тока обладает дифференциальный преобразователь (рис. 4,28 &). У этого преобразователя первичные обмотки соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения с постоянным значением C/i, а вторичные включены встречно. Для упрошения анализа можно считать, что дифференциальный преобразователь состоит из двух простых. При перемещении якоря сопротивление первичной обмотки Zj одного простого гфеоб-разователя возрастает, а другого Zj - примерно на столько же уменьшается. В целом сопротивление первичной цепи остается почти без изменений, а TOK /i - постоянньпи и равным

i, = C/,/(Z, + Z) i/,/(27w£o). . (4.121)

Индуктивность первичной обмотки L о определяется согласно (4.99). Если пренебречь магнитным сопротивлением стали (Jrllr 2бо), то

Ai UiSo/jojwHoQ, (4.122)

где - число витков первичной обмотки; бд - воздушный зазор при среднем положении якоря.

ЭДС дифференциального преобразователя равна разности ЭДС одинарных:

Е2 =Е2 1 -Е22. (4.123)

Подставив (4.120) в (4.123) и учтя (4.122), получим функцию преобразования дифференциального трансформаторного датчика (рис. 4.28,6):

= (1/2) (2/1)1/160(1/(60 - Дб) - 1/(бо + Дб)) < (.W2/wi)UiA8l8o> (4.124)

где 61 = 6о - Дб и 62 = бо + Дб, Дб - смещение якоря относительно его среднего положения.

Функция преобразователя дифференциального трансформаторного преобразователя линейна при 8l> Д6.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [50] 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.045