Індукційні перетворювачі

Індукційні перетворювачі – диференціально-трансформаторні і феродинамічні перетворювачі. Це – генераторні перетворювачі переміщення. Вихідний сигнал (U_вих) цих перетворювачів формується у вигляді напруги змінного струму, що виключає необхідність застосування мостових схем і додаткових перетворювачів.

Диференціально-трансформаторні перетворювачі ред.

Рис. 1.

Диференціальний принцип формування вихідного сигналу в трансформаторному перетворювачі (рис. 1) заснований на використанні двох вторинних обмоток, включених назустріч одна одній. Тут вихідний сигнал – векторна різниця напруг, що виникають у вторинних обмотках при подачі напруги живлення U_живл. При цьому вихідна напруга несе дві інформації: абсолютне значення напруги – про величину переміщення плунжера, а фаза – про напрям його переміщення:

Ū_вих = Ū1 – Ū2 = kX_вх,

де k – коефіцієнт пропорціональності; X_вх – вхідний сигнал (переміщення плунжера).

Диференціальний принцип формування вихідного сигналу збільшує чутливість перетворювача в два рази, оскільки при переміщенні плунжера, наприклад, вгору росте напруга у верхній обмотці (U₁) внаслідок зростання коефіцієнта трансформації, на стільки ж знижується напруга в нижній обмотці (U₂).

Диференціально-трансформаторні перетворювачі широко розповсюджені в системах контролю і регулювання завдяки своїй надійності і простоті. Їх використовують у первинних і вторинних приладах зміни тиску, витрат, рівнів тощо.

Феродинамічні перетворювачі ред.

Рис. 2.

Рис. 3.

Складнішими є феродинамічні перетворювачі (ПФ) кутових переміщень (рис. 2.). Тут у повітряному зазорі магнітопроводу (1) вміщене циліндричне осердя (2) з обмоткою у вигляді рамки. Осердя встановлене за допомогою кернів і може повертатися на невеликий кут αвх в межах ± 20^о. На обмотку збудження перетворювача (w₁) подається змінна напруга 12 - 60 В, внаслідок чого виникає магнітний потік, що перетинає площу рамки (5). У її обмотці індукується струм, напруга якого (U_вих) при інших рівних умовах пропорційна куту повороту рамки (α_вх), а фаза напруги змінюється при повороті рамки в ту або іншу сторону від нейтрального положення (паралельно магнітному потоку).

Ці перетворювачі використовують при побудові відносно складних систем регулювання з виконанням найпростіших обчислювальних операцій.

Статичні характеристики ПФ-перетворювачів показано на рис. 3. Характеристику 1 має перетворювач без включеної обмотки зміщення (W_зм). Якщо нульове значення вихідного сигналу треба отримати не в середньому, а в одному з крайніх положень рамки, потрібно включити обмотку зміщення послідовно з рамкою.

У цьому випадку вихідний сигнал – сума напруг, що знімаються з рамки і обмотки зміщення, чому відповідає характеристика 2 або 2’, якщо змінити підключення обмотки зміщення на протифазне. Важливою властивістю феродинамічного перетворювача є можливість зміни крутизни характеристики. Це досягається зміною величини повітряного зазора (δ) між нерухомим (3) і рухомим (4) плунжерами магнітопроводу, угвинчуючи або вигвинчуючи останній.

Розглянуті властивості перетворювачів ПФ використовують при побудові відносно складних систем регулювання з виконанням найпростіших обчислювальних операцій.

Див. також ред.

Джерела ред.

Іванов А. О. Теорія автоматичного керування: Підручник. — Дніпропетровськ: Національний гірничий університет. — 2003. — 250 с.
Папушин Ю. Л., Білецький В.С.;Основи автоматизації гірничого виробництва. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2007. — 168 с.