Индукционные преобразователи

§6 Индукционные преобразователи.

      Индукционные преобразователи основаны на использовании явления электромагнитной индукции. Согласно этому закону, ЭДС в контуре определяется формулой    е=-dФn/dt, где Ф – магнитный поток, n – число витков контура.

      Таким образом, выходной величиной является ЭДС, а входной – скорость изменения потока.

      В общем случае индукционный преобразователь представляет собой катушку с сердечником или без сердечника, находящуюся в магнитном поле. При изменении одного из параметров: катушки, сердечника, магнитного поля; в катушке наводится ЭДС.

      Для катушки без сердечников уравнения для преобразования упрощаются и для основных видов преобразователей сводятся к следующим:

а) для неподвижной катушки в переменном магнитном поле (В=В_mcosωt)

e= ωnB_msinωt;                                                                                                    б) для катушки, вращающейся с частотой Ω в постоянном магнитном поле с индукцией В_о

                               e=Ω nSB_osinωt,

     где S- площадь катушки;

Рекомендуемые материалы

в) для контура, отдельные части которого линейно перемещаются в магнитном поле В, изменяя площадь потока, сцепленная с катушкой,

                               e=-dФ∕dt=-nBв(dx/dt),

где в и x- размеры катушки, x изменяется, т.к. часть катушки выходит из магнитного поля. dx/dt- линейная скорость перемещения или dα/dt- угловая скорость относительно магнитного потока.

г) для отрезка длиной L, движущегося в однородном магнитном поле со скоростью V так, что направления векторов L, B и V взаимно перпендикулярны,

                                 e=VBL.

     Индукционные преобразователи являются генераторными преобразователями и преобразуют механическую энергию в электрическую.

Различают ряд типов преобразователей. Преобразователь скорости вибрации (рис. 12)                                                                                                    

Преобразователь имеет кольцевой магнит 1,                                                 ярмо 2, магнитный поток замыкается через 2, 3 и воздушный зазор, в котором находится  катушка 4, которая может перемещаться по направлению Х.

 Катушку можно условно разделить на три части Ι-ΙΙΙ. Ι – находится вне магнитопровода,  ΙΙ - находится в воздушном зазоре, где магнитный поток постоянен. Часть ΙΙΙ находится вне воздушного зазора, но внутри магнитной системы.

Лекция "10. Журналистское расследование" также может быть Вам полезна.

Магнитный поток здесь постоянен, но при вибрации изменяется число витков, изменяется потокосцепление и наводится ЭДС, пропорциональная скорости вибрации.
      Тахометрические преобразователи. Примером их могут служить электромашинные генераторы. Частота ЭДС их определяется соотношением

                                       f=np/60,

где n- частота вращения;

       p- число пар полюсов.

      На принципе работы индукционных преобразователей построено и ряд других датчиков: измерение числа импульсов, индукционные расходомеры, измерители индукции магнитных полей.

      Погрешности индукционных преобразователей в значительной степени зависят от условий их работы (температура, внешние механические вибрации, внешнее магнитное поле) и от режима работы. Наибольшая погрешность возникает в режиме, при котором через нагрузку течет значительный ток, т.е. при конечных значениях сопротивления нагрузки. Наименьшая погрешность – в режиме холостого хода или когда нагрузкой являются электронные устройства с большим входным сопротивлением.[4]