Электрическими контурами

Первичные измерительные преобразователи, в частности преобразователи неэлектрических величин в электрические выходные сигналы, имеют, как правило, нелинейную функцию преобразования. Поэтому при их сопряжении с электрическими измерительными приборами возникает необходимость линеаризации функции преобразования первичного преобразователя, т. е. получения линейной зависимости вя-ходного сигнала от входной измеряемой величины. В отдельных «луча-ях достичь линейности функции преобразования можно конструктор-ско-технологическими приемами, в частности использованием специальных материалов, применением соответствующей технологии изготовления или соответствующего конструктивного выполнения элементов преобразователя. Следует отметить, что эти способы далеко не всегда позволяют получить с достаточной степенью точности линейную функцию преобразования. Поэтому во многих случаях приходится прибегать к другим способам линеаризации, например путем построения неравномерных шкал в аналоговых приборах либо использованием алгоритмических, а также структурных методов.

Рассмотрим основные принципы согласования сопротивлений параметрических преобразователей с электрическими измерительными устройствами. На 4.6, а представлена схема подключения параметрического резистивного преобразователя ПРП ко входу измерительного устройства ИУ при питании схемы от вспомогательного источника э. д. с. Е. Информативным параметром ПРП является отклонение Д# его выходного сопротивления от номинального значения R0 под действием измеряемой величины F. При этом измерительное устройство воспринимает эту информацию по изменению тока А/, начальное значение которого при F = О

Основной статической характеристикой первичных преобразователей неэлектрических величин является функция преобразования или градуировочная характеристика. Для большинства преобразователей неэлектрических величин их функция преобразования существенно нелинейна. Поэтому при их сопряжении с электрическими измерительными приборами, обладающими линейной зависимостью показаний от значения входной величины, возникает необходимость линеаризации функции преобразования первичного преобразователя. Линеаризация может быть осуществлена конструкторскими, технологическими либо структурными методами (см. п. 4.3).

В практике измерений неэлектрических величин с применением резистивных преобразователей приходится часто решать задачу сопряжения этих преобразователей с электрическими измерительными устройствами, в частности с выпускаемыми серийно нашей промышленностью измерительными мостами. При этом в первую очередь возникает задача согласования диапазонов измерения. Shro осуществляется путем замены нерегулируемых резисторов Rl, R2 и R3, а также резистора Rm, шунтирующего реохорд. В отдельных случаях возникает необходимость включения в диагональ питания дополнительного резистора #д.

Первичные измерительные преобразователи, в частности преобразователи неэлектрических величин в электрические выходные сигналы, имеют, как правило, нелинейную функцию преобразования. Поэтому при их сопряжении с электрическими измерительными приборами возникает необходимость линеаризации функции преобразования первичного преобразователя, т. е. получения линейной зависимости выходного сигнала от входной измеряемой величины. В отдельных случаях достичь линейности функции преобразования можно конструктор-ско-технологическими приемами, в частности использованием специальных материалов, применением соответствующей технологии изготовления или соответствующего конструктивного выполнения элементов преобразователя. Следует отметить, что эти способы далеко не всегда позволяют получить с достаточной степенью точности линейную функцию преобразования. Поэтому во многих случаях приходится прибегать к другим способам линеаризации, например путем построения неравномерных шкал в аналоговых приборах либо использованием алгоритмических, а также структурных методов.

Рассмотрим основные принципы согласования сопротивлений параметрических преобразователей с электрическими измерительными устройствами. На 4.6, а представлена схема подключения параметрического резистивного преобразователя ПРП ко входу измерительного устройства ИУ при питании схемы от вспомогательного источника э. д. с. Е. Информативным параметром ПРП является отклонение &R его выходного сопротивления от номинального значения R0 под действием измеряемой величины F. При этом измерительное устройство воспринимает эту информацию по изменению тока А/, начальное значение которого при F = О

Основной статической характеристикой первичных преобразователей неэлектрических величин является функция преобразования или градуировочная характеристика. Для большинства преобразователей неэлектрических величин их функция преобразования существенно нелинейна. Поэтому при их сопряжении с электрическими измерительными приборами, обладающими линейной зависимостью показаний от значения входной величины, возникает необходимость линеаризации функции преобразования первичного преобразователя. Линеаризация может быть осуществлена конструкторскими, технологическими либо структурными методами (см. п. 4.3).

В практике измерений неэлектрических величин с применением резистивных преобразователей приходится часто решать задачу сопряжения этих преобразователей с электрическими измерительными устройствами, в частности с выпускаемыми серийно нашей промышленностью измерительными мостами. При этом в первую очередь возникает задача согласования диапазонов измерения. Это осуществляется путем замены нерегулируемых резисторов Rl, R2 и R3, а также резистора Rm, шунтирующего реохорд. В отдельных случаях возникает необходимость включения в диагональ питания дополнительного резистора RK.

Для измерения уровней разрабатываются специальные типы измерительных преобразователей с постоянной чувствительностью на необходимой длине или применяются предварительные масштабные преобразователи (рычажные, зубчатые или ременные передачи), уменьшающие измеряемое изменение уровня до такого размера, который уже может быть воспринят соответствующими электрическими измерительными преобразователями (например, реостатными, индуктивными или емкостными).

Для измерения размеров, встречающихся в машиностроении, применяют, как правило, специализированные приборы с различными электрическими измерительными преобразователями. Применение некоторых преобразователей по диапазонам измерения условно показано в табл. 21.1.

Указанные два вида автоматических регуляторов с ПИ- и ПИД-алгоритмами различаются и электрическими измерительными преобразователями частоты ИПЧ напряжения гидрогенератора [48.2].

В 30-х годах К. И. Шенфер предложил массивный ротор с профрезерованными пазами, в которые укладывались медные стержни короткозамкнутой обмотки. Ротор К. И. Шенфер а, представляющий собой двухконтурную систему, является реальной моделью многообмоточной машины с п электрическими контурами обмотки и т контурами вихревых токов.

В 30-х годах К. И. Шенфер предложил массивный ротор с проф-резерованными пазами, в которые укладывались медные стержни ко-роткозамкнутой обмотки. Ротор К. И. Шенфера, представляющий собой двухконтурную систему, является реальной моделью многообмоточной машины с п электрическими контурами обмотки и т контурами вихревых токов.

Если необходимо определить не только потоки ветвей, но и потоки, сцепленные с электрическими контурами, к составленным выше уравнениям следует добавить уравнения, связывающие потоки электрических контуров с потоками ветвей.

Если требуется рассчитать магнитную цепь при заданных потоках, сцепленных с электрическими контурами, а определить необходимо 2Q токов и потоков ветвей, а также N токов электрических контуров, то для определения всех (2Q + N) неизвестных необходимо решить совместно D первых уравнений Кирхгофа [см. (П.1)], К. = Q — D вторых уравнений Кирхгофа [см. (П. 2)], Q уравнений намагничивания ветвей [см. (П.З)] и N уравнений потоков электрических контуров [см. (П. 4)1, т. е. D + Q — D -f- Q + #~ -- 2 Q •+- N уравнений.

Приступая к доказательству, начнем с определения величин, характеризующих магнитное состояние нелинейной магнитной цепи в положении, определяемой координатой q. К этим величинам относятся: потоки Фв, и магнитные напряжения или МДСиВ8 = 1вх всех ветвей цепи, а также (в зависимости от того, что было задано) потоки ФЛ, сцепленные с электрическими контурами (или токи ih в этих контурах).

где Ф" = 11ФВ1, ••-, Ф"о1т — вектор потоков ветвей в новом положении; гн = i", ..., ilvlf — вектор токов электрических контуров в новом положении; % — i"i, ••-, 'Ид If — вектор МДС ветвей в новом положении; Фн = Ф", ..., Ф^т — вектор потоков, сцепленных с электрическими контурами в новом положении.

где Аф = фн — ф -=-- ЦАФ1, ... ЛФА-Т—вектор приращений потоков, сцепленных с электрическими контурами.

Если изменение положения перемещаемой части производится в условиях ih ----- const ( 3.7), то приращения A;ft = 0. Тогда в результате решения той же системы уравнений определению подлежат: ./V приращений потоков, сцепленных с электрическими контурами (АФь); 2 Q приращений МДС и потоков ветвей цепи (At'BS и АФ'в»); всего 2Q -j- W неизвестных, что также соответствует количеству уравнений, которыми мы располагаем.

Согласно (3.22), в тех случаях, когда это более удобно, можно выразить силу и через производные проводимостей для потоков, •сцепленных с отдельными электрическими контурами системы,

Расчет поля в исходном состоянии производят с учетом магнитной нелинейности системы с помощью заданных характеристик намагничивания для ее сред. В результате расчета определяют потоки Фй, сцепленные с отдельными электрическими контурами или МДС i'BS, и потоки ФВ8 всех ветвей эквивалентной магнитной цепи. По-ним рассчитывают соответствующие магнитные проводимости

В результате расчета магнитного поля для нового положения частей системы определяют потоки Ф?, сцепленные с отдельными электрическими контурами или МДС ils, и потоки Ф^, тех же ветвей эквивалентной магнитной цепи, что и в исходном состоянии. По ним рассчитываются соответствующие магнитные проводимости