Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



Чувствительность преобразователя

5 = Ег1АЬ = (1/бо) (w2/wi)U, (4.125)

пропорциональна питающему напряжению Ui.

Свойства дифференциальных трансформаторных преобразователей аналогичны свойствам соответствующих индуктивных преобразователей.

К преобразователям с постоянным магнитным сопротивлением и подвижной обмоткой относятся ферродинамические трансформаторные преобразователи и вращающиеся трансформаторы.

Схема ферродинамического преобразователя угла поворота приведена на рис. 4.28,е. Он состоит иэ П-образного магнитопровода 1 с полюсными наюонечниками 2. На магнитопроводе помещена обмотка возбуждения Wj. Вторичная подвижная обмотка нг помещена между полюсными наконечниками. Внутри обмотки w2 для уменьшения магнитного сопротивления вставляется цилиндрический ферромагнитный сердечник 3. Воздушныйвзазор между сердечником и полюсными наконечниками одинаков, также одинакова в воздушном зазоре и магнитная индукций.

Обмотка Wi включается в цепь переменного напряжения, имеющего частоту cj, и создает магнитный поток. Часть его проходит через обмотку и наводит в ней ЭДС Е2. При повороте обмотки наведенная ЭДС изменяется.

Согласно закону Кирхгофа напряжение Uy, приложенное к первичной обмотке Wi, равно

Ui = El +J1R1 = jiwii +±iRi, (4.126)

где Ei - ЭДС самоиндукции; - магнитный поток, создаваемый обмоткой Wi; Ri - ее активное сопротивление.

Если это сопротивление пренебрежимо мало и напряжение уравновешивается ЭДС £i, то

Ф, = C/iZ/wwi. (4.127)

Часть этого потока проходит через вторичную обмотку

Ф2 = 2аФ1/7г, (4.128)

где а - угол поворота рамки (рис. 4.28, в) и наводит в ней ЭДС

Е2 =/сон2Ф2 = {2ali{)(w2lwi)Ui. (4.129)

Отсюда видно, что ЭДС вторичной обмотки пропорциональна углу а.




Схемы включения трансформаторных преобразователей. Вторичное напряжение трансформаторного преобразователя может быть измерено любым вольтметром переменного токае соответствующим пределом измерения (рис. 4.29,а). Эта схема отличается простотой, но применяется редко, поскольку напряжение С/г и, следовательно, показания прибора зависят от первичного напряжения C/i. Кроме того, нагря-жение Щ зависит от выходного сопротивления преобразователя 2вых-Выходное нагряжение

(4.130)

где El - выходная ЭДС греобразователя; Li - ток, потребляемый вольтметром.



с изменением температуры, частоты питающего напряжения и по другим причинам выходное сопротивление может изменяться. Это приводит к погрещности. Погрещность может возникнуть также и вследствие изменения параметров линии связи между преобразователем и вольтметром. Очевидно, что погрешность уменьшается с уменьшением тока, потребляемого вольтметром.

Лучшими метрологическими характеристиками обладает схема, показанная на рис. 4.29,6. Здесь вторичным преобразователем служит ферродинамический измерительный механизм, отличающийся от обычных механизмов этой системы тем, что у него нет пружины, создающей противодействующий момент. Обмотка возбуждения Wi питается тем же напряжением, что и обмотка первичного трансформаторного преобразователя. Обычно зто напряжение промышленной сети. Измеряемое напря>1ёние подводится к подвижной рамке нг.

Вращающий момент ферродинамического механизма пропорционален току /2, протекающему в рамке W2, и направлен так, чтобы его уменьшать. Вращающий момент стремится повернуть рамку нг. Она поворачивается и устанавливается в таком положении, когда ее ЭДС Е2к, определяерая выражением (4.129), уравновесит выходную ЭДС Е2 первичного преобразователя. Показания прибора, построенного по этой схеме, мало зависят от питающего напряжения и его частоты, поскольку при их изменении одинаково изменяются как выходная ЭДС Е2 первичного преобразователя, так и ЭДС ферродинамического механизма £2 к-

В рассуждениях, приведенных вьшхе, пренебрегают моментом трения ферродинамического механизма. Вследствие трения показание прибора может установиться, когда вращающий момент сравняется с моментом трения. При этом по рамке будет течь некоторый остаточный ток и показания прибора будут содержать погрешность. Поскольку остаточный ток (2 зависит от сопротивлений выходной цепи греобра-зователя, то показания прибора в некоторой степени также зависят от этого сопротивления, однако эта зависимость меньше, чем для пре-дьщущей схемы.

Еще меньшую погрешность имеют автоматические компенсаторы. Принципиальная схема одного из них гриведена на рис. 4.29,е. Он включает в себя усилитель переменного тока, ферродинамический преобразователь угла ФП и реверсивный двигатель РД. Вал последнего через редуктор связан с подвижной обмоткой ферродинамического преобразователя и с устройствами отсчета, регистрации и регулирования измеряемой величины.

На вход усилителя подается разность ЭДС первичного преобразователя Е2 и компенсирующей ЭДС Ек, которая создается ферродина-мическим преобразователем. Усиленное напряжение приводит во вращение ротор реверсивного двигателя, и изменяется. Разность £2 -- Е2к может быть либо в фазе, либо в противофазе с напряжением се-160



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


0.0102