Лабораторные работы по электротехнике Сопротивление в цепи синусоидального тока Работа трансформатора под нагрузкой Асинхронные двигатели Электромагнитные преобразователи Оптикоэлектронные преобразователи


Трансформаторные датчики

На сердечнике располагают две обмотки w1 и w2, они одинаковы и включены таким образом, что когда по ним протекает ток, создаваемые ими магнитные потоки Ф1 и Ф2 направлены встречно в центральном сердечнике, на котором расположена выходная обмотка w0.

В этом случае выходное напряжение

,

где f – частота сети.

, .

Здесь d0 = const, а якорь перемещается вдоль зазора, значение L зависит от сечения магнитного сердечника, опре-деляемого площадью S, кото-рая изменяется при перемеще-нии якоря.

В нейтральном поло-жении при Х = 0 S1 = S2 = S0, Ф1 = Ф2, Uвых = 0.

При перемещении якоря влево на расстояние Х

, .

Выходное напряжение датчика опишется линейной зависимостью , так как площадь перекрытия пропорциональна перемещению якоря Х, коэффициент преобразования

.

Трансформаторные датчики выгодно отличаются от индуктивных отсутствием гальванических связей между цепью питания и выходной цепью, а также простотой измерительных схем. Имеют относительно большую мощность, применяются в мостовых измерительных схемах для измерения перемещений, деформаций, контроля размеров.

Погрешность индуктивных трансформаторных датчиков определяется точностью исполнения геометрических размер сердечника, качеством материала, колебаниями напряжения и частоты питающего напряжения, изменениями температуры.

Достоинства:

- достаточно высокая выходная мощность, позволяющая обойтись без усилительных устройств;

- высокие чувствительность и разрешающая способность;

- простота конструкции;

- высокая надежность;

- малая масса и размеры при расчете на напряжение повышенной частоты;

- невысокая стоимость.

Недостатки:

- трудность регулировки и компенсации начального напряжения на выходе;

- необходимость экранирования, чтобы уменьшить уровень помех, что увеличивает размеры и массу;

- возможность работы только на переменном токе;

- ограниченность диапазона линейной статической характеристики.

Магнитоупругие преобразователи

Принцип действия основан на изменении магнитной проницаемости m (или индукции В) ферромагнитных тел в зависимости от возникающих в них механических напряжений s, обусловленных воздействием на ферромагнитные тела механических сил Р.

Существует и обратное явление – магнитострикция, когда внешнее магнитное поле вызывает механические деформации ферромагнитного тела.

В общем случае магнитоупругий эффект имеет нелинейный характер, зависит от значения напряженности приложенного поля Н.

Происходящее под действием механической нагрузки одновременно изменение магнитной проницаемости m и линейных размеров сердечника можно использовать для измерения давлений, усилий моментов деформаций.

При всем многообразии конструктивных решений магнитоупругие преобразователи по принципу действия делятся на две группы: дроссельного и трансформаторного типа.

В первом варианте изменение m сердечника приводит к изменению полного электрического сопротивления Z.

Во втором – используется взаимная индукция М, поэтому преобразователи трансформаторного типа являются по существу трансформаторами с переменным коэффициентом трансформации.

Достоинства:

- простая конструкция;

- низкая стоимость;

возможность измерения больших усилий.

Недостатки:

- необходимость стабилизации питающего напряжения;

- высокая температурная нестабильность;

питание от источника переменного тока.

дроссельный датчик

трансформаторный датчик

Применяются для изме-рения статических, знакопере-менных и быстро изменяю-щихся механических нагруз-ках.

Для увеличения чувст-вительности желательно, что-бы материал имел высокие m0 и малую ВS (пермаллой).

С целью увеличения чувствительности магнитопровод выполняется без зазоров.

Погрешность вызывается колебаниями питающего напряжение и магнитоупругим гистерезисом.

Для снижения погрешности питания датчика следует осуществлять от стабилизированного источника, а материал выбирать с узкой петлей гистерезиса.

Индукционные преобразователи Это генераторные преобразователи постоянного тока. Для преобразования механического перемещения в электрический сигнал используется явление электромагнитной индукции – наведение ЭДС в электрическом контуре, связанном с изменяющимся магнитным потоком.

Датчики угла рассогласования Сельсины. Сельсины представляют собой трансформаторы с воздушным зазором, у которых при вращении ротора происходит плавное изменение величины ЭДС, наведенной в обмотке ротора. Обычно сельсины работают в паре: сельсин, связанный с ведомым валом, называют сельсином-приемником, а сельсин, связанный с ведущим валом, - сельсином-датчиком.

Схема фазовращения Используется для дистанционной передачи угла поворота. Сельсин-датчик связан с осью механизма, угол поворота которой необходимо передать. На оси сельсина-приемника закреплена стрелка, отсчитывающая этот угол поворота (режим индикации). Обе обмотки возбуждения подключены к источнику переменного тока.


Разъединители, отделители и короткозамыкатели