Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



jhU. в зависимости от фазы ротор вращается в ту или иную сторону таким образом, чтобы при изменении Егк разность - Жгк уменьшалась. Ротор, а вместе с ним и указатель прибора останавливаются, когда £2к =Ж2-

Автоматический компенсатор (рис. 4.29, е) имеет погрешность значительно меньшую, чем приборы, описанные вьпне. Класс точности приборов этого типа обычно не хуже 0,5.

В Государственной системе приборов (ГСП) нормируется изменение коэффициента взаимоиндуктивности трансформаторных преобразователей. При изменении измеряемой величины в номинальном диапазоне он должен изменяться в пределах 0-10,0-20 или 10-0-10 мГн. Последние значения получаются при изменении фазы напряжения, что происходит, например, при изменении воздушного зазора от б, = 5о + + Дбном Добг =5о -Дбцом-

Потрешность трансформаторных преобразователей. Причины погрешностей трансформаторных греобразователей с изменяющимся магнитным сопротивлением аналогичны причинам погрешностей индуктивных преобразователей. Аналогичны также методы их уменьшения. Аддитивные погрешности значительно уменьшаются при использовании дифференциальных преобразователей.

Все трансформаторные преобразователи имеют также специфические причины погрешности, обусловленные протеканием тока во вторичных обмотках и изменением их сопротивления. Это мультипликативные погрешности, уменьшающиеся с уменьшением тока, потребляемого вторичным преобразователем. Погрешность отсутствует при измерении ЭДС первичного преобразователя компенсационным методом с помощью автоматического компенсатора.

Изменение температуры греобразователя вызывает изменение ЭДС Е2- При увеличении температуры возрастает активное сопротивление первичных обмоток и полное их сопротивление. Это уменьшает первичный ток и ЭДС Е2.

4.2.7. Индукционные преобразователи

Щ)ин1щп действия и конструкция. Индукционньш преобразователем называется преобразователь, принцип действия которого основан на законе электромагнитной индукции. Преобразователь имеет катушку. При воздействии входной величины на 1феобразова-тель изменяется потокосцепление Ф катушки с внешним по отноше-. нию к катушке магнитным полем. При этом в катушке наводится ЭДС

е = -dldt. <7 с с 7, (4.131)

Потокосцепление

= wФ = wBQ, (4.132)




где w - число витков катушки; Ф - проходящий через нее поток; Q - площадь, через которую проходит этот поток; В - индукщ1я магнитного поля.

ЭДС в катушке может наводиться при изменении во времени любой из перечисленных величин w. В, Q.

В качестве примера рассмотрим преобразователь, который представляет собой магнитную систему с постоянным магнитом, в воздушном зазоре . которой перемещается катушка (рис. 4.30). При движении катушки с изменением X изменяется площадь катуш-ки, находящейся в магнитном поле,

Q = Ьх. Это приводит к изменению потокосцеплений Ф = wBbx, и в катушке наводится ЭДС

е = -dldt = -wBb(dx/dt).

(4.133)

Индукционные преобразователи служат для преобразования линейной dx/dt или угловой da/dt скорости перемещения катушки относительно магнитного поля в ЭДС. Они являются генераторными преобразователями и преобрузуют механическую энергию в электрическую.

Различают ряд типов преобразователей. Рассмотрим их.

Щ)еобразователи скорости вибрации. Индукционные преобразователи генерируют ЭДС только при перемещении катушки в магнитном поле. По этой причине преобразователи этого типа могут служить для преобразования линейной скорости в ЭДСна небольших длинах пути. . Обычно они применяются для измерения скорости вибрации, когда ее амплитуда не превышает нескольких сантиметров. Одна из конструктивных схем преобразователя вибрационной скорости показана на рис. 4.31,д. Преобразователь имеет кольцевой магнит 1, вставленный в стальное ярмо 2. Магнитный поток от постоянного магнита проходит по центральному цилиндрическому сердечнику через воздушный зазор и кольцевой полюсной наконечник 3. В цилиндрическом воздушном зазоре находится намотанная на каркас катушка 4. Она может перемещаться в воздушном зазоре вдоль оси преобразователя.

Катушку условно можно разделить на три части /- / (рис. 4.31,а): / - находится вне магнитопровода, и магнитный готок в нее не заходит, - находится в воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и цилиндрическим сердечником. Магнитный поток, про-нюывающий витки этой части катушки, не меняется во времени, число витков также остается постоянным. В этой части катушки ЭДС не на-




Рис. 4.31

водится. Часть / катушки находится вне воздушного зазора, но внутри магнитной системы. Магнитный поток, проходящий через витки этой катушки, также постоянен, но при вибрации катушки изменяется число витков. Изменение числа витков приводит к изменению гото-косцепления и наводит ЭДС. Витки катушки обычно наматываются равномерно. При этом ЭДС преобразователя пропорциональна скорости вибрации.

Индукционные преобразователи могут применяться и для измерения угловой виброскорости. Схема такого преобразователя показана на рис. 4.31,6. Он состоит из постоянного магнита 1, полюсных наконечников 2, цилиндрического стального сердечника 3 и катушки 4. Устройство преобразователя аналогично устройству магнитоэлектрического измерительного механизма. При повороте катушки вокруг оси сердечника ее потокосцепление изменяется и в ней индуцируется ЭДС, пропорциональная угловой скорости.

Тахомегрические преобразователи. Преобразователи этого типа представляют собой электромашинные генераторы. В качестве примера рассмотрим синхронный* преобразователь с вращающимся постоянным магнитом (рис. 432,а): он состоит из статора 1, на котором помещена обмотка, и ротора 2 с закрепленным на нем постоянным магнитом. При вращении магнита изменяется поток, проходящий через обмотку, и в ней индуцируется переменная ЭДС. Амп.литуда и частота ЭДС гропорциональны частоте вращения ротора. Частота ЭДС определяется соотношением / = пр/бО, где п - частота вращения, об/мин; р -число пар полюсов.

На рис. 4.32,6 приведена схема тахометрического преобразователя постоянного тока с возбуждением от постоянного магнита, расположенного на статоре 1. Измерительная обмотка расположена на ро-

* Преобразователь называется синхронным, так как частота его ЭДС равна или кратна частоте вращения вала.



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


0.0101