Тема. Взаємоіндуктивні вимірювальні перетворювачі.Ємнісні вимірювальні перетворювачі

Лекція №16

План

1 Призначення взаємоіндуктивних вимірювальних перетворювачів

2 Класифікація взаємоіндуктивних вимірювальних перетворювачів

3 Призначення ємнісних вимірювальних перетворювачів

4 Класифікація ємнісних вимірювальних перетворювачів

Взаємоіндуктивні перетворювачі — це трансформаторні перетворювачі. Вони завжди мають хоча б дві обмотки (рис. 18.5, а, б): первинну 1 (намагнічувальну, приєднанудо джерела живлення змінного струму зпостійною за величиною напругою) і вторинну — вимірювальну 2, яку належить приєднати до електровимірювального приладу, що вимірює напругу (до вольтметра чи до схеми, що вимірює величину напруги змінного струму). Перетворювач для вимірювання переміщень значної величини (порядку 1 м ) зображено на рис. 18.5, а. Під кожним

Рис. 18. 5 Взаємоіндуктивні перетворювачі

перетворювачем показано графік залежності напруги вимірювальної обмотки перетворювача від вимірюваної величини (тобто відстані чи кута повороту). Напруги позначено у їхніх ефективних значеннях.ЕРС Е₂, яку дає вимірювальна обмотка 2 і яка залежить від величини змінного магнітного потоку, що є у нерухомому осерді 3 у місці знаходження цієї обмотки, буде тим мен шою, чим далі ця обмотка розташована від обмотки збуд ження 1, бо щільність силових ліній магнітного поля (магнітна індукція) буде більшою саме поблизу обмотки 1. як видно з рис. 18.5, а. Зауважимо, що ЕРС Е₂ змінює фа зу на 180° (рис. 18.5, б), тому вимірювання ЕРС Е₂ дійсно дає результат, показаний на графіку, де тільки з виміряної величини Е₂ неможливо відрізнити, скажімо, кут повороту на 90° від кута повороту на 270°.

Розрізнити ці кути повороту можна, використовуючи фазочутливі схеми, за допомогою котрих можна, користуючись вольтметром постійного струму з нулем посередині шкали, одержати при а = 0°...180° позитивні показання вольтметра, а при кутах а = 180°...360° — негативні.

На відміну від попередньо розглянутих індукційних перетворювачів, де ЕРС Е₂ настає лише від руху обмоток, у взаємоіндуктивних перетворювачів ЕРС вимірювальних обмоток існує і при їх нерухомому стані.

Тобто за допомогою таких перетворювачів можна чітко визначити положення як рухомих, так і нерухомих частин і вузлів виробничих механізмів.

Ємнісні перетворювачі — це конденсатори, величина ємності котрих залежить від вимірюваної неелектричної величини. Ємнісні перетворювачі використовують для вимірювань невеликих переміщень, визначення складу рідких сумішей, рівня заповнення виробничих ємностей рідкими чи сипучими речовинами.

Ряд ємнісних перетворювачів показано на рис. 18.6. Плоский конденсатор може бути використаний для вимірювань невеликих переміщень (рис. 18.6, а), коли змінюється відстань / між його пластинами. Величина ємності С такого конденсатора, якщо він знаходиться у повітрі,

де— діелектрична постійна (= 8,85*10^-12 Ф/м);

S — площа кожної пластини, м²;

l — відстань між пластинами, м.

Нескладно підрахувати, що при величині площі кожної пластини 10 см² (1СГ³ м²) і відстані між пластинами 1 мм (10^-3м) величина ємності конденсатора буде всього 8,85*10^-12 Ф, тобто 8,85 пФ. А якщо відстань між пластинами збільшити до 10 мм, то ємність стане меншою за 1 пФ. Такі малі ємності сумірні з ємністю проводів та з ємністю між пластинами і близько розташованими частинами механізму, величини переміщень якого вимірюють. Все це знижуватиме точність вимірювань ємності такого конденсатора, а значить і точність визначення відстані l. Тому перетворювачі величин відстаней чи переміщень на основі плоских конденсаторів майже не використовують.

Рис. 18.6 перетворювач

В той самий час багатопластинний конденсатор (рис. 18.6, б), за допомогою якого можна визначити величину кута повороту, що змінює ємність за рахунок зміни

площі взаємодії пластин конденсатора (такі конденсатори до недавнього часу використовували майже в усіх радіоприймачах, їхня найбільша ємність десь близько 500 пФ), можна беззаперечно використати як перетворювач кута повороту в електричну ємність.

У циліндричного конденсатора (рис. 18.6, в) величина ємності визначається виразом

де h — довжина конденсатора, м;

h' — висота рівня речовини, що знаходиться між

циліндричними електродами, м;

— абсолютна діелектрична проникність речовини, що знаходиться у проміжку між циліндричними електродами, Ф/м;

R₁ — внутрішній радіус зовнішнього електрода, м;

R₂ — зовнішній радіус внутрішнього електрода, м.

Він може мати достатню ємність при значній його довжині та за суттєво більшої, ніж у повітря, діелектричної проникності є. Найчастіше такий перетворювач використовують у ємнісних рівнемірах, які вимірюють рівні рідких не-електропровідних речовин (наприклад, бензину у високих ємностях).

Якщо речовина, що залита у технологічну ємність, не діелектрик, а провідник, як, наприклад, розчини кислот і солей, то вимірювальний конденсатор перетворювача висоти рівня у величину електричної ємності можна виконувати у вигляді одного електрода, ізольованого шаром матеріалу зі значною діелектричною проникністю, наприклад деякими полімерними матеріалами. У цьому разі другим (заземленим) електродом конденсатора буде сама електропровідна речовина, що облягає ізоляцію стрижня, який є першим електродом такого конденсатора.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Перетворювачі.Індукційні вимірювальні перетворювачі	\|	Тема. Теплові вимірювальні перетворювачі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.