Погрешности индукционных преобразователей

Погрешности индукционного преобразователя вызываются изменением его геометрических размеров, индукции постоян­ного магнита и удельного сопро­тивления цепи измерителя. Важное значение при расчете индукционных преобра­зователей имеет вопрос о компенсации температурной погрешности, так как чаще всего эти преобразователи используются на различ­ных средствах транспорта в диапазоне температур от —60 до 50^оС. Применительно к преобразователям (см рис. 5.12, 5.13) ток в измерителе равен

В данном выражении как числитель, так и знаменатель из­меняются при изменении температуры с разными знаками.Индуктированная э.д.с. Е с увеличе­нием температуры уменьшается, так как индукция постоянных магнитов с ростом тем­пературы падает примерно на 0,002…0,003% на 1^оС.

Катушка преобразователя наматывается из медной прово­локи, сопротив­ление катушки Рк имеет положительный тем­пературный коэффициент.

Сопротивление R_И имеет, как правило, также положи­тельный температур­ный коэффициент, величина которого за­висит от соотношения между сопротив­лением рамки (из меди) и добавочным сопротивлением (из манганина).

Значение тока I^’ в измерителе при повышении температу­ры на q градусов (относительно температуры при градуиров­ке) можно подсчитать по формуле

где d - отрицательный температурный коэффициент индук­ции магнита;

a - положительный температурный коэффициент соп­ротивления меди;

a₁ - положительный температурный коэффициент соп­ротивления изме­рителя, равный:

где R_P - сопротивление рамки измерителя,

R_ДОБ - добавочное сопротивление измерителя (манга­нин).

Данная формула справедлива лишь для простейшей схемы измерителя. В более сложных внутренних схемах измерителя усложняется и формула для под­счета a₁. Погрешность, обус­ловленная изменением температуры, отрицательна и равна

Значение g тем меньше, чем меньше R_К относительно R_И и чем меньше температурная погрешность самого измерителя.

Одним из наиболее радикальных средств компенсации тем­пературной по­грешности является применение термомагнитно­го шунта к магниту преобразова­теля (если его конструкция позволяет это). Термомагнитный шунт прикрепляется таким образом, что он шунтирует магнитный поток в воздушном за­зоре.

Термомагнитные шунты выполняются из специальных сплавов никеля и меди или никеля и железа. У данных сплавов в диапазоне температур от —80 до +80^оС обладают весь­ма круто па­дающей кривой В = f (t). Таким образом, с уве­личением температуры магнитный поток, ответвляющийся в термомагнитный шунт, уменьшается, за счет чего уве­личится часть общего потока магнита, ответвляющегося в зазор. Вслед­ствие этого увеличится значение Е, а следовательно, и I.

При наличии в индукционном преобразователе диска или полого стакан­чика — материал для этих деталей следует брать с малым температурным коэф­фициентом — для компенсации температурной погрешности.

При проектировании индукционного преобразователя боль­шое внимание следует уделять получению линейной зависимо­сти, индуктированной э. д. с. от амплитуды перемещения ка­тушки. Линейность преобразования для преобразова­телей пер­вой группы зависит от размеров катушки и от ее расположе­ния относи­тельно полюсных наконечников. При рациональ­ном выборе конфигурации маг­нитной цепи, размеров и поло­жения катушки эта погрешность не превышает 0,5—1%. У преобразователей второй группы линейность преобразования зависит от магнитных характеристик ферромагнитных мате­риалов, из которых выполнена магнитная цепь, и так как эти характеристики нелинейны, то преобразователи второй груп­пы имеют большую погрешность от нелинейности. Нелиней­ность преобразователей второй группы можно уменьшить ра­циональным выбором ра­бочего зазора. Если погрешность остается большой, то измеритель градуируется вместе с преоб­разователем.