Основой измерительных цепей с индуктивными преобразователями
является неравновесный мост переменного тока. На рис. 3.7 показан такой мост с дифференциальным индуктивным преобразователем.
Рис. 3.7. Неравновесный мост с дифференциальным индуктивным преобразователем.
Напряжение в его выходной диагонали
,
где – напряжение питания моста; Z = Rк + jωL – комплексное сопротивление катушки (каждой из двух); Rк – её активное сопротивление; ω = 2πf – круговая частота и f – частота напряжений и .
Реактивное сопротивление катушки jωL зависит от частоты, и уже при нескольких килогерцах для конструкций с замкнутым магнитопроводом ωL >> Rк, так что можно считать, что ΔZ / Z ≈ ΔL / L, а значит
Пример. Пусть δ0 = 1 мм и можно считать, что чувствительность индуктивного преобразователя S ≈ 1 / δ0 = 1 мм –1. Тогда при Δδ = (0,3 ÷ 0,4) δ0 имеем ΔL / L = S Δδ = 0,3 ÷ 0,4 и при Uп = 10 В получим U = 3 ÷ 4 В, что вполне достаточно для получения отсчёта измеряемой величины без усиления.
|
|
Таким образом, в отличие от тензопреобразователей, напряжение на выходе неравновесного моста – это единицы вольт, а не единицы милливольт, однако это переменное напряжение, а не напряжение постоянного тока. Если измерять действующее значение этого переменного напряжения, то при двустороннем перемещении подвижной части магнитопровода относительно симметричного положения образуется неоднозначность: одному и тому же значению напряжения U будут соответствовать два значения Δδ, одинаковые по модулю, но разные по знаку (рис. 3.8).
|
|
Рис. 3.8.
Как устранить эту неоднозначность? Для этого надо выяснить, различаются ли между собой напряжения на выходе моста при одном и том же значении | Δδ |, но при Δδ > 0 и при Δδ < 0. Оказывается, да. При проходе через точку Δδ = 0 на 180о изменяется фаза выходного напряжения. Для того, чтобы это изменение фазы отразилось на показании выходного прибора можно применить фазочувствительный выпрямитель. {3К17}