Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Курс лекций по физике Законы теплового излучения Фотоэффект Ядерная модель атома Квантовые генераторы Зонная теория твёрдых тел Электропроводимость металлов Ядерная физика Дозиметрия

Лабораторные работы по электротехнике

Трансформаторные датчики

На сердечнике располагают две обмотки w1 и w2, они одинаковы и включены таким образом, что когда по ним протекает ток, создаваемые ими магнитные потоки Ф1 и Ф2 направлены встречно в центральном сердечнике, на котором расположена выходная обмотка w0.

В этом случае выходное напряжение

,

где f – частота сети.

, .

Здесь d0 = const, а якорь перемещается вдоль зазора, значение L зависит от сечения магнитного сердечника, опре-деляемого площадью S, кото-рая изменяется при перемеще-нии якоря.

В нейтральном поло-жении при Х = 0 S1 = S2 = S0, Ф1 = Ф2, Uвых = 0.

При перемещении якоря влево на расстояние Х

, .

Выходное напряжение датчика опишется линейной зависимостью , так как площадь перекрытия пропорциональна перемещению якоря Х, коэффициент преобразования

.

Трансформаторные датчики выгодно отличаются от индуктивных отсутствием гальванических связей между цепью питания и выходной цепью, а также простотой измерительных схем. Имеют относительно большую мощность, применяются в мостовых измерительных схемах для измерения перемещений, деформаций, контроля размеров.

Погрешность индуктивных трансформаторных датчиков определяется точностью исполнения геометрических размер сердечника, качеством материала, колебаниями напряжения и частоты питающего напряжения, изменениями температуры.

Достоинства:

- достаточно высокая выходная мощность, позволяющая обойтись без усилительных устройств;

- высокие чувствительность и разрешающая способность;

- простота конструкции;

- высокая надежность;

- малая масса и размеры при расчете на напряжение повышенной частоты;

- невысокая стоимость.

Недостатки:

- трудность регулировки и компенсации начального напряжения на выходе;

- необходимость экранирования, чтобы уменьшить уровень помех, что увеличивает размеры и массу;

- возможность работы только на переменном токе;

- ограниченность диапазона линейной статической характеристики.

Магнитоупругие преобразователи

Принцип действия основан на изменении магнитной проницаемости m (или индукции В) ферромагнитных тел в зависимости от возникающих в них механических напряжений s, обусловленных воздействием на ферромагнитные тела механических сил Р.

Существует и обратное явление – магнитострикция, когда внешнее магнитное поле вызывает механические деформации ферромагнитного тела.

В общем случае магнитоупругий эффект имеет нелинейный характер, зависит от значения напряженности приложенного поля Н.

Происходящее под действием механической нагрузки одновременно изменение магнитной проницаемости m и линейных размеров сердечника можно использовать для измерения давлений, усилий моментов деформаций.

При всем многообразии конструктивных решений магнитоупругие преобразователи по принципу действия делятся на две группы: дроссельного и трансформаторного типа.

В первом варианте изменение m сердечника приводит к изменению полного электрического сопротивления Z.

Во втором – используется взаимная индукция М, поэтому преобразователи трансформаторного типа являются по существу трансформаторами с переменным коэффициентом трансформации.

Достоинства:

- простая конструкция;

- низкая стоимость;

возможность измерения больших усилий.

Недостатки:

- необходимость стабилизации питающего напряжения;

- высокая температурная нестабильность;

питание от источника переменного тока.

дроссельный датчик

трансформаторный датчик

Применяются для изме-рения статических, знакопере-менных и быстро изменяю-щихся механических нагруз-ках.

Для увеличения чувст-вительности желательно, что-бы материал имел высокие m0 и малую ВS (пермаллой).

С целью увеличения чувствительности магнитопровод выполняется без зазоров.

Погрешность вызывается колебаниями питающего напряжение и магнитоупругим гистерезисом.

Для снижения погрешности питания датчика следует осуществлять от стабилизированного источника, а материал выбирать с узкой петлей гистерезиса.

Измерение активной и реактивной мощностей методом двух ваттметров. В трехпроводной сети трехфазного тока мощность измеряют обычно двумя однофазными ваттметрами или одним двухэлементным ваттметром трехфазного тока. При измерении активной мощности ваттметры включают по схеме (рис. 97). При этом, если Р, - показание первого ваттметра W1, а Р2- второго ваттметра W2, то мощность Р трехфазного тока определяется как алгебраическая сумма показаний обоих ваттметров: Р=Р1+Р2.
Фотопроводимость полупроводников