Трансформаторні перетворювачі

Трансформаторні перетворювачі (взаємоіндуктивні) є пристрої, в яких вхідне переміщення змінює величину індуктивного зв'язку між двома системами обмоток, одна з яких (первинна) живиться змінним струмом, з іншого (вторинної) знімається вихідний сигнал.

Ефективне значення ЕРС, що наводиться у вторинній обмотці потоком первинної обмотки, дорівнює

де w = 2 πf - кутова частота струму, що живить;

ω – число витків;

Фм - амплітудне значення магнітного потоку, що пронизує вихідну (вторинну) обмотку, Вб.

Е = f (Х) - Функція перетворення трансформаторного перетворювача.

Повний розрахунок розглянуто у п. 4.2.1.

У всіх трансформаторних датчиках обмотки 1 і 2 взаємозамінні, тобто живлення може бути підведено до обмотки 2, а вихідний сигнал знятий з обмотки 1. При цьому слід враховувати величини магнітних потоків в окремих частинах магнітопроводу та вибрати відповідні перерізи останніх [6].

Мал. 4.5. Трансформаторний перетворювач для вимірювання

великих лінійних переміщень

Перетворювач (рис. 4.5) складається з магнітопроводу 4 з робочою частиною у вигляді двох паралельних смуг, обмотки 1 збудження і рухомої обмотки 2. При переміщенні обмотки 2 від положення 3 до положення 5 індуктована в обмотці 2 ЕРС зростає, залежність прирощення 2 виявляється практично лінійною.

Переваги: ​​можливість виміру великих лінійних переміщень. Недоліки: такі, як і індуктивного перетворювача.

Трансформаторні датчики застосовуються у тих областях, що й індуктивні. Їх переваги перед останніми – відсутність необхідності використання вимірювальних схем, відсутність гальванічного зв'язку між ланцюгамивиходу та харчування [5].

Диференціальні трансформаторні перетворювачі

Диференціальний трансформаторний перетворювач набув особливо широкого застосування. Електрична схема перетворювача з рухомим осердям, що переміщається щодо обмоток наведена на рис. 4.6.

Мал. 4.6. Диференціальний трансформаторний перетворювач

Первинна обмотка 1 складається з двох секцій, намотаних згідно, а вторинна обмотка складається з секцій 3 і 4, включених зустрічно. Рухомий сердечник 2 з'єднаний з чутливим елементом, який впливає вимірювана фізична величина (переміщення, тиск).

Магнітний потік від первинної обмотки індукує в секціях вторинної обмотки ЕРС е1 та е2, значення яких залежить від величини струму обмотки 1, його частоти та взаємних індуктивностей М1 та М2 між секціями 3 та 4 та первинної обмотки. При середньому (нейтральному) положенні осердя взаємні індуктивності М1 і М2 рівні. При відхиленні сердечника вгору чи вниз від нейтрального становища значення однієї з взаємних індуктивностей збільшується, іншою – зменшується.

ЕРС на виході визначається за формулою

е = j · ω · I · М, (10)

де ω = 2πf (f – частота живлення);

I – струм живлення первинної обмотки перетворювача.

М = М1 - М2 - взаємна індуктивність між вихідною та первинною обмотками, яка залежить від положення сердечника в котушці перетворювача.

Позитивні якості: висока точність, температурна компенсація, знакочутливість, відсутність необхідності у використанні вимірювальних схем, відсутність гальванічного зв'язку між ланцюгами виходу та живлення. Недоліки: неточність виготовлення.

---