8. Дифференциально-трансформаторные приборы

Электронные дифференциально-трансформаторные приборы, предна­значенные для автоматического измерения, записи и регулирования раз­личных неэлектрических величин: давления, разрежения, уровня, расхода и т.п., изменение которых может быть превращено с помощью чувстви­тельных элементов: мембран, сильфонов, дифманометров, поплавков и т.п. в линейное перемещение. Приборы этого типа работают в комплекте с ин­дукционным датчиком, который обеспечивает превращение неэлектриче­ской величины в электрическую. Датчик с чувствительным элементом монтируется у объекта, на котором осуществляется автоматический кон­троль или регулирование. Измерительное устройство прибора выполнено по дифференциально-трансформаторной (индукционной) схеме (рис. 3.10), которая состоит из двух индукционных катушек, включенных соответст­вующим образом в одну схему и расположенных одна в индукционном датчике, вторая - в приборе.

Рис. 3.10. Дифференциально-трансформаторная измерительная схема:

1 - первичная обмотка; 2 - вторичная обмотка; 3 - сердечник

Каждая катушка имеет по одной первичной и вторичной обмотке. Первичная обмотка питается переменным напряжением 33 В от трансфор- матора-у силителя.

Вторичные обмотки выполнены в виде двух секций, каждая из кото­рых расположена на половине всей длины катушки и имеет одинаковое количество витков. Концы каждой секции вторичной обмотки соединены между собой так, что ЭДС, индуцируемая в одной из секций, имеет на­правление, обратное ЭДС, индуцируемой в другой, т.е. индукция схемы электрически уравновешена. Если же сердечник сместится от среднего по­ложения под воздействием чувствительного элемента (вследствие измене­ния регулируемой величины), то магнитный поток, пронизывающий вто­ричную обмотку, окажется различным для секций, в результате чего инду­цируемые в них ЭДС не будут равны (ЭДС одной увеличивается, второй уменьшается). Фаза и величина результирующей ЭДС зависит от направле­ния смещения сердечника. При изменениях положений сердечников в ка­тушках I и II появится напряжение небаланса, которое подается на вход электронного усилителя (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Принципиальная схема прибора с индукционной схемой

Усиленный сигнал подается на управляющую обмотку реверсивного двигателя, ротор которого, вращаясь, приводит в действие укрепленный на его оси профилированный диск и сердечник катушки II в сторону умень­шения рассогласования до тех пор, пока ЭДС I и II катушек не будут рав­ны. Одновременно реверсивный двигатель приводит в действие показы­вающую стрелку и записывающее перо. Синхронный двигатель произво­дит вращение диска диаграммы.

Промышленностью выпускаются электронные потенциометры индук­ционного действия с записью на дисковой диаграмме с показывающей шкалой нормального или тропического исполнения: КСД1, КСД2, КСД3, КВПД (из серии ГСП).

8. Приборы с ферродииамическими измерительными схемами

Электронные приборы с ферродииамическими измерительными схе­мами предназначены для автоматического контроля и регулирования не­электрических параметров, изменение значения которых может быть с по-

Рис. 3.12. Ферродинамический преобразователь:

1 - ярмо; 2 - рамки; 3 - сердечник; 4, 6 - плунжеры; 5 - катушка; 7 - контргайка

мощью чувствительных элементов преобразовано в перемещение рамки ферродинамического преобразователя (рис. 3.12).

Ферродинамический преобразователь имеет магнитопровод, состоя­щий из ярма 1 и сердечника 3. В сердечнике на агатовых подпятниках ус­тановлена поворотная рамка 2. На магнитопроводе размещается катушка 5 с обмотками возбуждения ю_в и смещения ю_с. При питании обмотки возбу­ждение переменным током в магнитопроводе возникает магнитный поток, индуктирующий в рамке 2 и обмотке возбуждения ю_в. Величина магнитно­го потока зависит от воздушного зазора между плунжерами 4 и 6 в магни­топроводе. Изменяя этот зазор с помощью подвижного плунжера 4, можно изменить величину магнитного потока, а следовательно, и ЭДС рамки 2 (£р) и обмотки возбуждения ю_в. Рамка связана с чувствительным элемен­том и может перемещаться в зазоре магнитопровода на угол 20° относи­тельно нейтрали NN. Когда плоскость рамки совпадает с линией NN, маг­нитный поток не пересекает рамку и ЭДС в ней не индуктируется. При от­клонении рамки от нейтрального положения в обе стороны наводимая в ней ЭДС будет пропорциональна углу поворота, т.е. значению измеряемо­го поворота параметра.

Введение в выходную цепь дополнительного сигнала от обмотки смещения позволяет получить различные характеристики преобразователя в тех же пределах изменения угла поворота рамки. Последовательное со­единение нескольких ферродинамических преобразователей обеспечивает возможность сложения, вычитания и других действий с измерительными приборами. Принципиальная схема электронного прибора с ферродинами- ческой измерительной схемой приведена на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Схема прибора с ферродинамическим преобразователем:

1 - ферродинамический преобразователь датчика; 2 - ферродинамический преобразователь вторичного прибора; 3 - электронный усилитель; 4 - реверсивный двигатель; 5 - эксцентрик; 6 - синхронный двигатель; 7 - система записи и отсчета

Приборы с рассмотренной принципиальной схемой работают анало­гично приборам с дифференциально-трансформаторной схемой. Как видно из схемы, угол поворота рамки 1 характеризует значение измеряемой ве­личины, а соответствующее перемещение рамки 2 во вторичном приборе и приведенной схемы в равновесие осуществляются через эксцентрик. Дан­ные приборы могут работать в комплекте с первичными преобразователя­ми ферродинамическими или дифференциально-трансформаторными. Отечественной промышленностью выпускаются несколько типов рассмот­ренных приборов: КСФ1, КСФ3 и т.п.

19