Индуктивные и трансформаторные преобразователи

Индуктивные преобразователи неэлектрических величин изменяют свою индуктивность или взаимную индуктивность в зависимости от положения, геометрических размеров и магнитного сопротивления элементов магнитной цепи.

Индуктивность обмоток, расположенных на магнитопроводе, наиболее сильно зависит от длины воздушного зазора d и площади поперечного сечения воздушного участка магнитопровода S:

.

Индуктивность обмоток, намотанных на каркас вокруг подвижного сердечника, зависит от эффективной длины сердечника l_c:

.

Рис. 4.17. Варианты индуктивных преобразователей: x – перемещение; S - площадь поперечного сечения воздушного участка магнитопровода; d – длина воздушного зазора магнитопровода

Изменение параметров δ, S или l_c при перемещении подвижных элементов на расстояние x позволяет использовать индуктивные датчики в качестве первичных преобразователей перемещения в диапазоне (0,01…100) мм.

Роль измерений перемещения велика, потому что часто силу, давление, момент для возможности измерения предварительно механически преобразуют в перемещение.

В трансформаторных преобразователях изменение δ, S или l_c вызывает изменение взаимной индуктивности обмоток М, а, следовательно, и амплитуды переменного напряжения на выходе. Наибольшее распространение получил дифференциальный трансформаторный датчик перемещений (ДТД, рис. 4.18)

Рис. 4.18. Принцип работы дифференциального трансформаторного датчика перемещений

Вторичные обмотки включены встречно. При нейтральном (симметричном положении) сердечника напряжение на выходе равно нулю:

.

Рис. 4.19. Характеристика дифференциального трансформаторного датчика перемещений

Смещение сердечника относительно нейтрального положения приводит к появлению выходного напряжения, причём его фаза при переходе через нейтральное положение меняется на 180⁰.