SU473966A1 - Трансформаторный датчик дл измерени числа витков катушек - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  контрол  числа витков намоточных изделий: катушек трансформаторов, реле, контакторов. Большинство этих устройств основано на компенсационном способе измерени  и основной их частью  вл етс  трансформаторный датчик .

Известны трансформаторные датчики дл  измерени  числа витков катушек, содержашие пр молинейный ферромагнитный разомкнутый сердечник с равномерно распределенной по его длине обмоткой возбуждени  и расположенной в средней части сердечника катушкой эталонных витков. Однако такие датчики имеют относительно небольшую длину рабочего участка и значительные погрешности от изменени  диаметра витков контролируемых катушек .

Дл  уменьшени  основной погрешности измерени  в предлагаемом датчике секции катушки эталонных витков выполнены с одинаковым средним диаметром, равным среднему диаметру диапазона поперечных размеров контролируемых катушек, и размешены концентрично оси сердечника вплотную одна за другой в пор дке возрастани  числа витков секций так, что ближайшей к контролируемой катушке расположена секци  с максимальным числом витков.

Датчик может быть снабжен цилиндрической компенсационной катушкой с равномерно распределенной обмоткой, расположенной в средней части сердечника соосно так, что она охватывает помешенные внутри нее эталонную и контролируемую катушки, а ее обмотка соединена последовательно и согласно с обмоткой возбуждени  сердечника.

Такое выполнение датчика позвол ет уменьшить погрешность измерени  от изменени  диаметра контролируемой катушки.

Дл  уменьшени  погрешности измерени  от изменени  диаметра контролируемой катушки с одновременным увеличением длины рабочей зоны датчика он может быть снабжен компенсационной катушкой с неравномерной, увеличиваюш ,ейс  к концам катушки обмоткой, расположенной в средней части сердечника датчика и охватывающей помеш,енные внутри нее эталонную и контролируемую катушки.

На фиг. 1 схематично показано расположение секций обмотки катушки эталонных витков относительно друг друга и относительно контролируемой катушки в описываемом датчике; на фиг. 2 - схема включени  секций обмотки катушки эталонных витков; на фиг. 3 - схема включени  концевых компенсационных катушек; на фиг. 4 - датчик с внешней компенсационной катушкой, охваты0 вающей контролируемую и эталонную катушки; на фиг. 5 - то же, с внешней компенсационной катушкой, имеюш,ей увеличиваюшуюс  к концам обмотку.

Датчик содержит сердечник 1 с намотанной на нем равномерно распределенной основной обмоткой 2 возбуждени , катушкой 3 эталонных витков с секци ми 4-7 и контролируемой катушкой 8.

Погрешность измерени  может быть уменьшена при расположении каждого из участков обмотки секций 4-7 катушки эталонных витков (см. фиг. 2) в одной и той же (дл  данной секции) области магнитного пол  сердечника . Дл  этого кажда  секци  вьшолнена путем намотки проводниками одновременно всех составл юш;их ее участков (например, дев ть проводников дл  секции, имеющей дев ть участков). Начала и концы проводников каждого из участков соединены между собой так, чтобы участки секции оказались включенными последовательно и согласно. От точек соединени  участков сделаны отводы дл  подключени  секций к переключател м устройства .

Уменьшение погрешности датчика от изменени  диаметра витков и длины контролируемых катушек достигаетс  путем выполнени  обмоток секций 4-7 катушки эталонных витков (см. фиг. 1) с одинаковым средним диаметром , равным среднему диаметру заданного диапазона размеров контролируемых катушек, а также путем расположени  секций вплотную , одна за другой, в пор дке уменьшени  числа витков секции относительно контролируемой катушки. Например, секци  7 катушки 3, имеюща  1000X9 витков, расположена ближе к контролируемой катушке 8. За этой секцией помещена секци  6, имеюща  100X9 витков, затем секци  10X9 витков и секци  1X9 витков.

Одновременна  намотка участков секций обмотки позвол ет расположить все участки секций катушки эталонных витков в одном и том же магнитном поле сердечника, что уменьшает и делает одинаковой погрешность каждого участка секции обмотки. Последнее упрощает введение поправок на погрешность секций обмотки и облегчает при необходимости ее компенсацию.

Погрешность измерени  датчика зависит также от числа витков эталонной и контролируемой катушек и рассто ни  между этими катушками. Чем больше число витков и рассто ние между катушками, тем выше погрешность , поэтому расположение секций 4-7 катушки 3 относительна контролируемой катушки 8, показанное на фиг. 1, позвол ет уменьшить погрешность измерени  от изменени  длины контролируемой катушки.

Увеличение длины рабочего участка сердечника датчика достигаетс  (см. фиг. 3) путем расположени  по обоим концам сердечника 1 с равномерно распределенной основной обмоткой 2 возбуждени  двух компенсационных катущек 9 и 10, имеющих неравномерную.

увеличивающуюс  к концам сердечника обмотку и включенных последовательно и согласно с обмоткой возбуждени . Одна из катущек , например катушка 10, выполнена съемной дл  обеспечени  возможности установки на сердечник датчика контролируемой катушки 8, имеющей малый внутренний диаметр. Магнитные пол  компенсационных катушек 9 и 10, складыва сь с нолем обмотки 2 возбуждени , усиливают результируюшее магнитное поле по кра м зонда, что, в свою очередь, вызывает увеличение длины рабочего участка датчика.

Погрешность измерени  датчика от изменеНИН диаметра контролируемых катущек может быть уменьшена благодар  размещению катушки 3 эталонных витков и контролируемой катушки 8 (см. фиг. 4) внутри цилиндрической комненсационной катушки 11, расположенной

соосно сердечнику 1 и включенной последовательно и согласно с обмоткой 2 возбуждени . Такое расположение и включение компенсационной катушки приводит к снижению основной погрешности измерени  датчика. Это

объ сн етс  тем, что в св зи с большим общим сопротивлением магнитной цени сердечника 1 значительна  часть потока катушки 11 не концентрируетс  в сердечнике, а распредел етс  в пространстве между сердечником и

внутренней поверхностью катушки 11 и направлена навстречу потоку рассе ни  основной обмотки 2, уменьша  тем самым его вредное вли ние на эталонную 3 и контролируемую 8 катушки.

Уменьшение погрешности измерени  от изменени  диаметра контролируемых катушек с одновременным увеличением длины рабочей зоны датчика достигаетс  также путем расположени  катушек 3 и 8 (см. фиг. 5) внутри компенсационной катушки 11, имеющей неравномерную , расшир ющуюс  к концам катушки обмотку, включенную последовательно и согласно с обмоткой 2 возбуждени  сердечника 1. При этом одновременно с комненсацией потока рассе ни  обмотки 2 сердечника датчика увеличиваетс  результирующий магнитный поток по кра м рабочей зоны, что, в свою очередь, позвол ет увеличить ее длину.

Датчик работает следующим образом. Обмотку 2 возбуждени  датчика вместе с включенными последовательно и согласно с ней компенсационными катушками 9 и 10 или

9-11 либо только с одной катушкой 11 подключают к источнику переменного тока. Эталонна  катушка 3 соединена последовательно и встречно с контролируемой катушкой 8, насаженной на сердечник 1. Переключением числа витков секций 4-7 катушки 3 нри помощи переключателей добиваютс  равенства э.д.с., наводимых в эталонной и контролируемой катушках магнитным полем сердечника датчика . Равенство а. д. с. отмечаетс  но отсутстВИЮ отклонени  нуль-индикатора. При этом

включенное число витков эталонной катушки 3 равно числу витков контролируемой катушки 8.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1. Трансформаторный датчик дл  измерени  числа витков катушек, содержаш.ий пр молинейный ферромагнитный разомкнутый сердечник с равномерно распределенной по его длине обмоткой возбуждени  и расположенной в средней части сердечника катушкой эталонных витков, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  основной погрешности измерени , секции катушки эталонных витков выполнены с одинаковым средним диаметром, равным среднему диаметру диапазона поперечных размеров контролируемых катушек, и размешены концентрично оси сердечника вплотную одна за другой в пор дке возрастани  числа витков секций так, что ближайшей к контролируемой катушке расположена секци  с максимальным числом витков.

2.Датчик поп. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  погрешности измерени  от изменени  диаметра контролируемой катушки, он снабжен цилиндрической компенсационной катушкой с равномерно распределенной обмоткой, расположенной в средней части сердечника соосно так, что она охватывает помещенные внутри нее эталонную и контролируемую катушки, а ее обмотка соединена последовательно и согласно с обмоткой возбуждени  сердечника.

3.Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности измерени  от изменени  диаметра контролируемой катушки с одновременным увеличением длины рабочей зоны датчика, он снабжен компенсационной катушкой с неравномерной, увеличивающейс  к концам катущки обмоткой,

расположенной в средней части сердечника датчика и охватывающей помещенные внутри нее эталонную п контролируемую катушки.

Фиг.1

i

I V I is i jg 1 I

ji 5z3 Sz

I

Фиг. 2

-ггз

:--:f

о jо1

Фиг л