Трансформаторные преобразователи

Трансформаторный преобразователь представляет собой трансформатор, у которого под влиянием входного сигнала изменяется взаимная индуктивность, что приводит к изменению вторичного, выходного напряжения.

Различают два вида трансформаторных преобразователей: с изменяющимся магнитным сопротивлением и с постоянным магнитным сопротивлением и подвижной обмоткой.

Преобразователи первого вида конструктивно аналогичны индуктивным преобразователям и отличаются тем, что вместо одной имеют две обмотки. Так, например, преобразователь (рис. 14.8) состоит из П-образного магнитопровода 1, подвижного якоря 2 и двух обмоток ω₁, и ω₂.

При изменении воздушного зазора δ изменяются его магнитное сопротивление и взаимная индуктивность. При этом изменяется вторичная ЭДС Е₂, которая является выходным сигналом.

Более высокой чувствительностью обладает дифференциальный преобразователь, изображенный на рис. 14.9. У этого преобразователя первичные обмотки соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения с постоянным значением U₁, а вторичные включены встречно. Для упрощения анализа можно считать, что дифференциальный преобразователь состоит из двух простых. При перемещении х якоря сопротивление первичной обмотки одного простого преобразователя возрастает, а другого — примерно на столько же уменьшается. В целом сопротивление первичной цепи остается почти без изменений, и ток также не изменяется.

		Рис. 14.9. Схема дифференциального трансформаторного преобразователя повышенной чувствительности

К преобразователям с постоянным магнитным сопротивлением и подвижной обмоткой относятся ферродинамические трансформаторные преобразователи и вращающиеся трансформаторы.

Схема ферродинамического преобразователя угла поворота приведена на рис. 14.10.

		Рис. 14.10. Ферродинамический преобразователь угла поворота: 1. Магнитопровод. 2. Полюсные наконечники. 3. Ферромагнитный сердечник

Он состоит из П-образного магнитопровода 1 с полюсными наконечниками 2. На магнитопроводе помещена обмотка возбуждения ω₁. Вторичная подвижная обмотка ω₂ помещена между полюсными наконечниками. Внутри обмотки ω₂ для уменьшения магнитного сопротивления вставляется цилиндрический ферромагнитный сердечник 3. Воздушный зазор между сердечником и полюсными наконечниками одинаков, также одинакова в воздушном зазоре и магнитная индукция.

Обмотка ω₁ включается в цепь переменного напряжения и создает переменный магнитный поток. Часть его проходит через обмотку ω₂ и наводит в ней ЭДС Е₂. При повороте обмотки ω₂ наведенная ЭДС изменяется. Эта ЭДС (Е₂) и является выходным сигналом преобразователя. Она пропорциональна углу поворота α и может быть измерена любым вольтметром переменного тока с соответствующим пределом измерения.

С изменением температуры, частоты питающего напряжения и по другим причинам выходное сопротивление может изменяться. Это приводит к погрешности. Погрешность может возникнуть также и вследствие изменения параметров линии связи между преобразователем и вольтметром. Очевидно, что погрешность уменьшается с уменьшением тока, потребляемого вольтметром.

В рассуждениях, приведенных выше, пренебрегают моментом тре­ния ферродинамического механизма. Вследствие трения показание прибора может установиться, когда вращающий момент сравняется с моментом трения. При этом го рамке будет течь некоторый остаточный ток, и показания прибора будут содержать погрешность.

Погрешность трансформаторных преобразователей. Причины погрешностей трансформаторных преобразователей с изменяющимся магнитным сопротивлением аналогичны причинам погрешностей индуктивных преобразователей. Аналогичны также методы их уменьшения. Аддитивные погрешности значительно уменьшаются при использовании дифференциальных преобразователей.

Все трансформаторные преобразователи имеют также специфические причины погрешности, обусловленные протеканием тока во вторичных обмотках и изменением их сопротивления. Это мультипликативные погрешности, уменьшающиеся с уменьшением тока, потребляемого вторичным преобразователем. Погрешность отсутствует при измерении ЭДС первичного преобразователя компенсационным методом с помощью автоматического компенсатора.