Тема 4 Индуктивные дифференциально-трансформаторные преобразователи

Задание

1. Ознакомиться с характеристиками, конструкцией и принципом действия дифференциально-трансформаторного преобразователя линейных перемещений (ДИП).

2. Используя оборудование лабораторного стенда №14 собрать цепь недифференциального включения ДИПа, подключив вольтметр к одной из вторичных (выходных) обмоток преобразователя.

Определить зависимость выходного напряжения цепи от перемещения сердечника ДИП в диапазоне -3 – 0 – +3 мм, контролируя это перемещение с помощью индикатора часового типа.

Построить график U=f(x).

Аппроксимировать ветви характеристики линейной зависимостью. Найти значения начального сигнала и чувствительности преобразователя.

Определить максимальную погрешность нелинейности преобразования.

3. Собрать цепь дифференциального включения ДИПа и повторить исследования аналогично п.4.2.

4. Собрать цепь из двух дифференциальных ДИПов , включив их встречно.

Установить сердечник одного из ДИП в срединное положение («нулевой» отсчет по индикатору) и привести измерительную цепь в равновесное состояние (близкий нулю отсчет по вольтметру), перемещая сердечник второго ДИП.

Перемещая сердечники каждого из преобразователей на одинаковые значения в рабочем диапазоне -3 – 0 - +3 мм, контролировать разностный (нескомпенсированный) сигнал вольтметра. Построить график. Сформулировать пояснения.

Методические указания

Дифференциальный индуктивный (трансформаторный) преобразователь перемещений с разомкнутой магнитной цепью представляет собой секционированную катушку (состоит из двух одинаковых секций) с расположенными на ней обмотками. Первичная обмотка намотана равномерно по всей длине катушки и на нее подается питающее напряжение. Вторичные обмотки одинаковые, каждая из них располагается на своей секции. Внутри катушки вдоль оси перемещается ферромагнитный сердечник, длина которого меньше длины катушки.

Преобразователь может использоваться как при недифференциальном включении (режим 1), когда выходной сигнал снимается только с одной из вторичных обмоток, так и при дифференциальном включении (режим 2), когда вторичные обмотки включены встречно.

Оборудование, используемое при выполнении лабораторной работы

ДИП 1; ДИП 2 – дифференциально-трансформаторные индуктивные преобразователи линейных перемещений

РV – универсальный цифровой прибор GDM-8135 (мультиметр)

SB – трехпозиционный переключатель режимов.

Линейное перемещение х1 сердечника первого преобразователя (ДИП 1) и х2 сердечника второго преобразователя (ДИП 2) осуществляются вращением микрометрических винтов и контролируется индикаторами часового типа.

В реальных измерительных системах выходной сигнал первичного преобразователя по линии связи подается встречно на выходную цепь вторичного индуктивного преобразователя и компенсируется сигналом этого преобразователя, формируемого принудительным перемещением сердечника вторичного преобразователя с помощью серводвигателя. Этот режим совместной работы двух индуктивных преобразователей можно наблюдать, переключив оборудование лабораторного стенда на работу в режиме 3.

Методика выполнения эксперимента

Включить питание стенда и установить переключатель режимов в положение 2. Перемещая сердечник первого преобразователя ДИП 1 с помощью микрометрического винта, добиться минимального показания вольтметра U_o .

Достигнутое положение сердечника принимается за начальное (х1=0). Вращая ободок индикатора перемещений совместить нулевую отметку его шкалы со стрелкой.

Затем определяется зависимость выходного напряжения от перемещения сердечника в диапазоне –х_макс=3мм …….+х_макс=3мм с шагом 0,1мм. Результаты заносить в таблицу:

Перемещение сердечника х, мм	Выходное напряжение U, В	Погрешность нелинейности
		Абсолютная, В	Приведенная, %

Линейная аппроксимация нелинейной характеристики преобразователя в диапазоне 0…х_макс осуществляется прямой линией, совпадающей с начальной и конечной точками характеристики. Уравнение этой прямой имеет вид U_a = U_o + Sx, где чувствительность S=(U_max-U_o)/x_max.

Абсолютную ∆U_н и приведенную γ_н погрешности нелинейности определять по формулам:

∆U_н=U_x – U_a γ_н=100* ∆U_н /(U_max – U_o).

Для исследования работы индуктивного преобразователя перемещений при недифференциальном включении следует установить переключатель режимов в положение 1. Методика исследований в этом режиме такая же, как и при дифференциальном включении. Начальное положение сердечника соответствует нулевому показанию индикатора перемещений, зафиксированному в предыдущем опыте.

Для наблюдения совместной работы двух индуктивных преобразователей следует вернуть сердечник первого преобразователя в нулевое положение и установить переключатель режимов в положение 3. Перемещая сердечник второго преобразователя, добиться минимального показания вольтметра.

Сместить сердечник первого ДИП на 0,2мм и, перемещая сердечник второго ДИП, добиться минимального показания вольтметра. Сравнить показания индикаторов перемещений обоих ДИП. Сформулировать пояснения о возможных причинах расхождения показаний двух индикаторов.