Обобщённая схема замещения растрового трансформаторного датчика угловых перемещений

На рисунке 2.1 приведена конструктивная схема растрового датчика линейных перемещений , в основе которого: 1-корпус, 2-статор, 3-ротор,

-контактная колодка, 5-измерительные обмотки, 6-подшибники.

Анализ конструктивной схемы позволил составить его обобщённую схему замещения, приведённую на рисунке 2.1.

Преобразователь состоит из подвижного ротора и неподвижного статора. Магнитный поток замыкается через участки магнитопровода с магнитными сопротивлениями и ротора и статора соответственно, рабочий зазор , проводимость которого изменяется при вращении ротора, и магнитное сопротивление утечки через торцевые поверхности статора и ротора.

- магнитодвижущая сила обмотки возбуждения [1].

С помощью обобщённой схемы замещения возможен расчёт различных конструкций датчиков с наружным ротором, при этом требуется перейти к схеме замещения с сосредоточенными параметрами. С целью унификации растровых ДУП при их разработке в качестве ЧЭ для датчиков линейных перемещений использовалась конструкция, приведённая на рисунке 2.2. Схема замещения магнитной цепи в этом случае примет вид, изображённый на рисунке 2.3.

Для поиска связи между параметрами схемы и выходными характеристиками применяем метод контурных токов. Выбираем контуры и направление токов, как показано на рисунке 1.4. При расчёте полагаем, что в каждом контуре схемы течёт свой контурный ток. Для каждого контура составим уравнение по второму закону Кирхгофа. Тогда система уравнений имеет вид:

(2.1)

Рисунок 2.1 - Конструктивная схема растрового датчика угловых перемещений.

Рисунок 2.3 - Схема замещения магнитной цепи растрового ДУП.

Так как в схеме замещения ток в k-ой ветви символизирует магнитный поток в этой ветви , , а ЭДС символизирует МДС - , то выходной сигнал можно представить для схемы замещения (рисунок 2.3) следующим образом:

, (2.2)

где - число витков вторичной обмотки.

Продифференцируем обе части линейных уравнений (2.1). После умножения на , с учётом выражения (2.2) и , получаем:

(2.3)

Запишем систему уравнений (2.3) в матричной форме:

, (2.4)

где [Z] - матрица сопротивлений:

, (2.5)

где ; ;

; ; ;

; ; ;

[е] - матрица выходных ЭДС [F] - матрица МДС

;

Топология схемы и её рабочие режимы полностью определяются матрицами магнитных сопротивлений, МДС и магнитных потоков. Если определитель системы (2.5) [z], то система уравнений имеет единственное решение [28].

Другие стьтьи в тему

Разработка измерительного канала температуры на основе бесконтактных методов
Без грамотного построения измерительного канала невозможно построить систему автоматического регулирования и управления технологическим процессом (АСУТП). Данный курсовой проект дает возможность не только в теории, но на практике познать сущность проблемы проектирования измерительных ...

Разработка радиоприемного устройства импульсных сигналов
Радиоприёмное устройство - устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона, то есть с длиной волны от нескольких тысяч метров до долей миллиметра, с последующим преобразованием содержащейся в них информации к виду, в котором она могла бы быть использована. Данная работ ...