Преобразователи с переменной длиной воздушного зазора.

Преобразователи этого типа (рис.1,2 ) в основном находят применение для преобразования малых перемещений и других механических величин (сил, давления и т.д.), предварительно преобразованных в перемещения. Полное электрическое сопротивление преобразователя, схематично изображенного на рис.6, можно записать в следующем виде:

где R - сопротивление обмотки постоянному току. Поскольку полное магнитное сопротивление Zm носит комплексный характер, то

где Rд - магнитное сопротивление воздушного зазора. Учитывая, что Rд=д/м0s,

(1)

где д - длина воздушного зазора; м0=4р·10-7г/м - магнитная проницаемость воздуха; s - площадь воздушного зазора.

Из выражения (1) следует, что полное сопротивление преобразователя нелинейно зависит от величины воздушного зазора д.

Пренебрегая сопротивлением обмотки постоянному току, для относительного изменения сопротивления преобразователя, вызванного относительным изменением воздушного зазора, получим

(2)

Далее дифференцируем по д:

(3)

Умножим обе части на :

(4)

Учитывая:

(5)

Перепишем (4) в виде:

(6)

Преобразуем к виду поделив знаменатель и числитель на :

(7)

Переходим к конечным приращениям:

dz → Дz, dд → Дд (8)

После этого можно переписать:

(9)

Введем обозначение ед=∆д/д - относительное изменение длины воздушного зазора; Rд - начальное магнитное сопротивление воздушного зазора. При ед =1

(10)

Из выражения (10) следует, что при весьма малых относительных изменениях воздушного зазора, т.е. при весьма малых перемещениях якоря, зависимость еz=f(ед) оказывается практически линейной. При проектировании преобразователя заданная величина погрешности линейности является основным ограничением диапазона входных перемещений.

На рис.1 приведена схема индуктивного преобразователя с изменяющейся величиной воздушного зазора, который состоит из ферритового сердечника 1, катушки индуктивности 2 и подвижного ферритового сердечника 3, который закреплен на консоле 4.

Другие стьтьи в тему

Расчет функций преобразования, чувствительности к измеряемым физическим величинам и схем включения в измерительную цепь различных типов первичных преобразователей
измерительный преобразователь числовой сигнал Датчик - это часть измерительной системы имеющий самостоятельное конструктивное оформление, но вместе с тем обеспечивающий достижение полезного эффекта только при наличии всех других средств, входящих в систему Он осуществляет функцию преоб ...

Разработка систем автоматического регулирования
Основы теории управления - одна из дисциплин, образующих науку об управлении. Эта наука в последние годы распространила свое влияние не только на системы управления технического характера (станки, роботы, самонаводящиеся ракеты, беспилотные самолеты, космические аппа ...