SU440618A1 - Трансформаторный датчик дл измерени числа витков катушек - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  контрол  числа витков намоточных изделий (катушки трансформаторов, реле контакторов, рамки электроизмерительных приборов). Большинство таких устройств основано на компенсационном способе измерени  и основной их частью  вл етс  трансформаторный датчик, на сердечнике .которого располагаютс  эталонна  и контролируема  катушки и обмотка возбуждени . От характеристик датчика в большой степени завис т точность измерени  числа витков, стабильность показаний, диапазон размеров контролируемых катушек, удобство эксплуатации устройства и р д других факторов.

Известные устройства того же целевого назначени  с датчиками, содержащими пр молинейный ферромагнитный сердечник с равномерно распределенной по всей его длине обмоткой возбуждени  и расположенной в средней части сердечника катушкой эталонных витков, характеризуютс  относительно небольшой длиной рабочего участка датчика, ограничивающей верхний предел диапазона размеров контролируемых катушек, и погрешностью от изменени  диаметра витков контролируемых катушек из-за неравномерности магнитного пол  в пределах рабочего участка датчика.

Дл  уменьшени  погрешности от изменени  поперечных размеров контролируемых катушек предлолсенный датчик снабжен дву.м  компенсационными цилиндрическими катушками , расположенными соосно с сердечником на одинаковом рассто нии от его середины, охватывающими снаружи рабочую зону сердечника вместе с помещенными в ее пределах эталонной и контролируемой катушкамп и

включенными последовательно и согласно с основной обмоткой возбуладени  сердечника.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема описываемого датчика; на фиг. 2 - кривые э.д.с. одного витка катушки в зависимости от

-положени  витка относительно центра сердечника датчика и в зависимости от диаметра витка, характеризующие магнитное поле в пространстве вокруг датчика. Дл  по снени  принципа действи  описыБаемого датчика необходимо рассмотреть кривые изменени  э.д.с. одного витка катушки в зависимости от полоЛСени  витка относительно центра сердечника датчика и в зависимости от диаметра витка (см. фиг. 2), на которых

показаны э.д.с. одного витка Е катушки, дли на LS сердечника, длина Lp рабочего участка сердечника, координата / полол ени  витка катушки относительно середины сердечника, минимальный диаметр cfmm витка катушки, максимальный диаметр ufmax витка катушки, текущее значение диаметра d витка катушки, зависимость э.д.с. (l,d) дл  существующих датчиков с пр молинейным разомкнутым сердечником (см. кривые А на фиг. 2), зависимости (l,d) дл  описываемого .компент.. сированного датчика (см. кривые Б на фиг. 2), максимальное отклонение э.д.с. витка некомненсированного датчика при смещении витка из середины в конец рабочего участка сердечника, максимальное отклонение э.д.с. витка описываемого компенсированного датчика при смещении витка из середины в онец рабочего участка сердечника, максимальное отклонение э.д.с. витка некомпенсированного датчика при изменении диаметра витка от минимального до максимального, максимальное отклонение э.д.с. витка описываемого ко.мпенсированного датчика при изменении диаметра витка Afd от минимального до максимального, магнитный поток возбуждени  Фо в сердечнике, поток рассто ни  Фр, пронизывающий плоскость витка катущки, компенсационный поток ФкОписываемый трансформаторный датчик (см. фиг. 1) состоит из ферромагнитного пр молинейного сердечника 1, обмотки возбуждени  2, распределенной равномерно по всей длине сердечника, двух одинаковых компенсационных катушек 3 и 4, расположенных концентрично с сердечником 1 на равных рассто ни х от его середины, катущки 5 эталонных витков и помещаемой на сердечник контролируемой катущки 6.

Катущки 3 и 4 соединены последовательно и согласно между собой и обмоткой возбуждени  2 сердечника 1.

При протекании по об.мотке возбуждени  2 .и .катущка.м 3 и 4 переменного тока в сердечнике 1 и в окружающем его пространстве создаетс  переменное магнитное поле.

Магнитные потоки этого пол  можно представить в виде основного потока возбуждени  Фо, проход щего по сердечнику 1 и завис щего от длины сердечника, т. е. (1), потока замыкающего или иначе потока рассе ни  Фр и потока Фк, создаваемого компенсационными катущками 3 и 4.

Величина потока рассе ни  Фр, пронизывающа  площадь витка обмотки, зависит от

положени  витка и его диаметра, т. е.

().

Поток Фк в пределах площади катущек 3 и 4 направлен навстречу потоку рассе ни  Фр, ослабл  - этот, лоток и усилива  основной поток возбуждени .

эталонной катущки 5 и контролируемой катущки 6 пронизывают результирующий поток Ф Фо-Фр+Фк, навод щий в них э.д.с. переменного тока. В результате сложени  потока рассе ни  и встречного ему компенсационного потока э.д.с., наводима  в витках катущек 5 и 6, будет значительно меньще зависеть от положени  витков относительно, середины сердечника и от диаметра витков (см. кривые Б на фиг. 2), чем э.д.с. дл  тех же катущек обычного некомпенсированного датчика (см. кривые А на фиг. 2),

т. е. здесь и , а это приводит непосредственно к уменьщению погрешности датчика.

Кроме уменьшени  погрешности датчика, увеличиваетс  его чувствительность, что объ сн етс  результатом сложени  части компенсационного потока катушек 3 и 4 с основны.м потоком обмотки 2.

Предмет изобретени 

Трансформаторный датчик дл  измерени  числа витков катущек, содержащий пр молинейный ферромагнитный сердечник с равномерно распределенной по всей его длине обмоткой возбуждени  и расположенную в средней части сердечника катушку эталонных витков , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности от изменени  поперечных размеров контролируемых катушек, датчик снабжен двум  компенсационными цилиндрическими катущками, расположенными соосно с сердечником на одинаковом рассто нии от его середины, охватывающими

снаружи рабочую зону сердечника вместе .с помещенными в ее пределах эталонной и контролируемой катушками и включенными последовательно и согласно с основной обмоткой возбуждени  сердечника.