Индуктивные преобразователи

Типы индуктивных преобразователей. На рис. 2-37, а изображен наиболее распространенный преобразователь с малым воздушным зазо­ром d, который изменяется под действием измеряемой величины Р. Рабочее перемещение в преобразователях с переменным зазором со­ставляет 0,01–10 мм. В этих преобразователях могут быть использо­ваны ферритовые элементы 2 (рис. 2-37, б), выпускаемые промышлен­ностью; для изготовления подвижного сердечника 1 используется основание такого же элемента 2, стенки которого сошлифовываются. На рис. 2-37, в изображен преобразователь с разомкнутой магнитной цепью. Он представляет собой катушку 1, внутри которой помещен стальной сердечник 2. Перемещение сердечника вызывает изменение индуктивности катушки. Этот тип преобразователя применяется для измерения значительных перемещений сердечника (10–100 мм).

Рис. 2-37

Одним из основных достоинств индуктивных преобразователей является возможность получения большой мощности преобразователя (до 1–5 В·А), что позволяет пользоваться сравнительно малочувст­вительным указателем на выходе измерительной цепи и регистриро­вать измеряемую переменную величину самописцем или вибратором осциллографа без предварительного усиления. Лишь при малогаба­ритных преобразователях приходится прибегать к включению усилителя.

Измерительные цепи индуктивных преобразователей. Наиболее распространенной измерительной цепью является неравновесный из­мерительный мост, в два пле­ча которого включены две по­ловины дифференциального преобразователя. Как было показано выше, с измеряемой величиной линей­но связана проводимость пре­образователя. Поэтому опти­мальным является включение преобразователей параллельно источнику и пи­тание моста от источника на­пряжения. Уравновешивание моста в начальном положе­нии, т.е. при отсутствии входной величины (техноло­гически трудно получить точ­ное равенство сопротивлений двух половин преобразователя), произ­водится по двум составляющим – изменением сопротивления нера­бочего плеча Z ₃ или Z ₄ и изменением сопротивления r ₀, включаемого в плечо, имеющее меньшее активное сопротивление. Если при Dd = 0 цепь была уравновешена, то при Dd ¹ 0 через указатель потечет ток, равный I _ут= U D Y, где D Y – приращение электрической проводимости преобразователя.

Ток I _ут сдвинут по фазе относительно напряжения питания. Угол сдвига j= 90°, если R _ук→0, и j=0 при R _ук→¥; при согласо­вании сопротивления указателя с выходным сопротивлением моста j= 45°. Это обстоятельство необходимо учитывать при наличии в из­мерительной цепи фазочувствительных устройств.