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

Разработка шлирен–проектора для контроля объективов
Оптический контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектами контроля. В качестве объектов контроля могут служить материалы и изделия, технологические процессы и параметры окружающей среды. Для получения измерительной информации об объекте контроля использ ...

Р-канальный полевой транзистор с изолированным затвором
Одним из основных достижений микроэлектроники является создание на основе фундаментальных и прикладных наук новой элементной базы - интегральных микросхем. Развитие вопросов проектирования и совершенствование технологии позволило в короткий срок создать высокоинтегрированные функ ...