Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В основу принципа дії індуктивних датчиків кутових переміщень покладають зміну ін­дуктивності системи при переміщенні її елементів (магнітопроводів з котушками) одного відносно другого. Індуктивність електромагнітної системи L визначається відношенням числа потікозчеплень 2,0, Иг, до викликаючого їх струму /у

■і w

L = — JT фШ, (3.94)

де W — число витків.

В системах, що мають обмотку і феромагнітний сердечник з невеликим повітряним зазором, можна знехтувати розсіянням магнітного потоку. При цьому vv( = фW, і з ура­

хуванням, що ф — jW / ZM, отримаємо величину індуктивності

(3.95)

В (3.95) ZK — магнітний опір сердечника і зазору, який визначається виразом

= yl(R„+Rs)2+Xl, (3.96)

де: Rx = ————- активний опір магнітопровода (гн~1);

MoSx

І і S… — довжина і перетин магнітопровода (м); ju0 — магнітна проникливість, ju0 = 4ж10~7 гн / м;

7

Rs — — магнітний опір повітряного зазору (гн~1 )

H0G

G — геометрична провідність повітряного зазору (м);

м ж реактивна складова магнітного опору, що обумовлена вихровими

соф

струмами і втратами на гістерезис (гн~1 )

Рж — втрати в сердечнику і в провідних елементах конструкції, що пронизують­ся магнітним потоком ф(Вт); а — кутова частота (сек~1); ф — ефективне значення магнітного потоку (Вб).

індуктивний датчик кутового переміщення і його еквівалентна схема приведені на рис. 3.73. Переміщення стального зубчатого колеса 1 на кут X перетворюється в зміну ін­дуктивності двох обмоток 2 і 3, розміщених на магнітопроводі, що виконаний у вигляді глобоїдального черв’яка 4 . Нарізування черв’яка в його правій і лівій половинах зсунуті на 1/2 кроку, а розміщені на них обмотки включені в диференціальну схему. Це приводить до того, що вихідна напруга ІІ2 змінюється при повороті зубчатого колеса приблизно по синусоїдальному закону з періодом, рівним кроку зубців. Аналогічна зміна напруги ІІ2 проходить при повороті черв’яка відносно нерухомого зубчатого колеса. Період зміни від­повідає одному обороту черв’яка. При цьому існує грубий і точний відлік кута повороту. Кут повороту зубчатого колеса з точністю до одного зубця визначається грубо по числу періодів зміни вихідної напруги. Точний відлік кута в межах одного кроку визначається по кутовому положенню черв’яка, який повертається до моменту баланса схеми (ІІ2 =0).

Точність вимірювання кута таким датчиком в межах 0 ч — 360° складає ±10".

Індуктивні датчики кутових переміщень можуть бути виконані у вигляді поворотних трансформаторів. У цих типах датчиків кутове переміщення змінює величину індуктивного зв’язку між двома системами обмоток, одна із яких (первинна) живиться змінним струмом, а з другої (вторинної) знімається сигнал пропорційний куту поворота. Ефективне значення електрорухомої сили, що наводиться у вторинній обмотці потоком первинної обмотки

Мфмсо = 4,44фмcof,

де: со = 2;rf — кутова частота живлення струму;

W — число витків;

фи — амплітудне значення магнітного потоку, що пронизує вихідну (вторинну) обмотку.

щ

I

В практичних цілях широко застосовуються синусно-косинусні трансформатори і сельсини, що обертаються. Такі трансформатори (рис. 3. 74) мають дві обмотки одна із яких розміщена на статорі, а друга на роторі, при цьому обмотки зсунуті одна відносно

другої на 90°, що дозволяє виключити перекручень синусоїдальної залежності вихідного сигналу від кута повороту ротора. Друга обмотка ротора закорочується опором Rs. Вели­чини опорів навантажень Z’ і а також Rs підбираються так, щоб струм /, не зміню­вався при повороті ротора. При цьому напруги на навантаженнях Z’H і Z”H будуть пропор­ційні синусу і косинусу кута повороту у ротора:

(3.101)

Застосовуючи відповідне з’єднання обмоток синусно-косинусних обертових транс­форматорів можна отримати лінійну характеристику в межах ± 60° з точністю до 0,75%. Вихідний сигнал таких датчиків записується у вигляді

(3.102)

(3.103)

Другим типом обертових трансформаторів є сельсин. Такий датчик має одну одно­фазну обмотку (обмоткй збудження) і одну трифазну (обмотка синхронізації). Цей датчик може бути використаний в режимі поворотного трансформатора (рис. 3.75а), і тоді його вихідний сигнал описується виразами:

U’г = kil1 sin у;

UІ = Ш1 sin(у-120°);

Якщо датчик використовується в режимі перетворювача кута повороту в зміну зсуву фаз вихідної напруги (рис. 3.756), то його вихідний сигнал записується виразом

U2 = Ш1 sin(o)t — у). (3.107)

Якщо сельсин застосовують як засіб синхронної передачі кута (рис. 3.75в), то необ­хідно використати два сельсини. Тоді при наявності кутів розузгодження у1 — у2 = Ау ф 0,

у вторинних ланцюгах з’являються зрівнювальні струми і обертові моменти, що прагнуть встановити ротори в погоджені положення. Величина сталого моменту пропорційна куту розузгодженняі квадрату напруги живлення. Сельсини і трансформатори, що обертають­ся, можуть забезпечити похибку вимірювання в межах 0,1 + Г в залежності від їх конст­руктивних особливостей.

Комментарии запрещены.