6.3.3. Індуктивні перетворювачі

В індуктивних перетворювачах із змінною довжиною повітряного зазору (схема 1 у табл.6.3) використовується залежність індуктивності L від довжини повітряного зазору δ.

Таблиця 6.3 - Основні різновиди індуктивних перетворювачів

Схема	Функціональні схеми перетворювачів	Рівняння перетворення
1
2
3
4

Якщо знехтувати опором магнітопроводу, незначним порівняно з магнітним опором зазору, а також втратою потужності в магнітопроводі, то одержимо

,

де - магнітна постійна, ω - число витків котушки, S - ефективна площа повітряного зазору.

Як наслідок, індуктивний перетворювач із змінною довжиною повітряного зазору є нелінійним перетворювачем, залежність L від довжини зазору δ близька до гіперболічної. З достатнім для практики рівнем наближення можна вважати його лінійним лише при малих відносних змінах довжини повітряного зазору Δδ/δ. У реальних конструкціях перетворювачів відносна зміна зазору Δδ/δ=0,1...0,15 при нелінійності характеристики 1-3%. Тому такі перетворювачі застосовуються для перетворень невеликих переміщень (0,01...10 мм).

Значне покращення лінійності при одночасному збільшенні чутливості досягається в диференціальних перетворювачах із двома перетворювальними елементами, що мають загальну рухому частину (схема 2 у табл.6.3). У них рухомий якір розміщений симетрично відносно обох осердь із початковим зазором δ, і магнітні опори для потоків, що створюються двома котушками, однакові. Зміни магнітних опорів, що відбуваються при переміщенні Δδ якоря, мають протилежні знаки. При зустрічно-послідовному вмиканні обмоток їх сумарна індуктивність

.

Внаслідок того, що в знаменнику останнього виразу відношення Δδ/δ знаходиться у квадраті, в диференціальному перетворювачі лінійність характеристики забезпечується в більш широких межах. Через це практично всі індуктивні перетворювачі виконуються диференціальними.

Індуктивні перетворювачі із змінною площею повітряного зазору (схема 3 у табл.6.3) застосовуються для перетворення переміщень рухомого феромагнітного осердя в діапазоні 5...20 мм. Функція перетворення таких перетворювачів практично лінійна.

Найбільш поширені індуктивні перетворювачі плунжерного типу. В основу принципу дії цих перетворювачів покладено зміну магнітного опору ділянок розсіювання магнітного потоку, а отже, й індуктивності котушки при переміщенні феромагнітного рухомого елемента (плунжера) всередині котушки. Найчастіше застосовуються диференціальні плунжерні перетворювачі з магнітопроводом (схема 4 у табл.6.3). Плунжерні перетворювачі мають, як правило, лінійні характеристики і забезпечують перетворення переміщень від кількох міліметрів до кількох десятків сантиметрів.

6.4. Генераторні вимірювальні перетворювачі

У генераторних перетворювачах вхідна величина перетворюється у вихідний сигнал, який має енергетичні властивості. Основні різновиди генераторних перетворювачів наведені у табл.6.4.