Delist.ru

Анализ и синтез фазовых датчиков механических величин с бегущим магнитным полем для информационно-измерительных и управляющих систем (07.09.2007)

Автор: ГОРЯЧЕВ ВЛАДИМИР ЯКОВЛЕВИЧ

1) конфигурация магнитного поля в любом сечении магнитопровода при отсутствующем шунте, перпендикулярном оси фазовращателя, будет одинаковой;

2) мгновенные значения индукции будут запаздывать на одинаковый временной угол при перемещении по оси датчика на равное расстояние;

3) распределение магнитного потока в зазоре датчика будет неизменным при перемещении шунта относительно линейки.

Вне зависимости от варианта схемной реализации на погрешность измерительной системы оказывают влияние следующие факторы:

Количество зубцов измерительной линейки.

Ошибка установки фазового сдвига питающих напряжений или относительная погрешность фазовращателя.

Ошибка, обусловленная неравенством амплитуд напряжений генератора.

Неравенство сопротивлений нагрузки синусной и косинусной обмоток.

Нарушение равенства сопротивлений синусной и косинусной обмоток.

Отклонение количества витков обмоток от расчетных значений.

Изменение частоты питающего генератора.

Ошибка изготовления информационной линейки, обусловленная неравенством геометрических размеров пазов для укладки обмоток.

Изменение воздушного зазора магнитного шунта при его перемещении вдоль информационной линейки.

Нарушение параллельности поверхностей воздушного зазора.

Отклонение реальной длины магнитного шунта от расчетного значения.

Неоднородность магнитопровода измерительной линейки.

Несинусоидальность выходного напряжения генератора.

Ошибка отображения фазы, вызванная неравенством амплитуд двухфазного генератора или неравенством коэффициентов усиления синусного и косинусного напряжения, определяется уравнением:

– относительное неравенство амплитуд выходных напряжений генератора.

?????????«??????????«?z

ртогональностью напряжений на входе сумматора, может быть вычислена с помощью уравнения:

– ошибка установки фазового сдвига выходных напряжений.

Округление числа витков до целого значения приводит к систематической погрешности

(рад),

– максимальное количество витков синусной обмотки.

Рисунок 8 – Отклонение фазы выходного напряжения,

обусловленной дискретностью количества витков

На рисунке 8 представлен график зависимости отклонения фазы выходного напряжения, полученной с помощью имитационной модели фазового датчика с относительным отклонением количества витков, равным 0,02.

На погрешность отображения фазы оказывает влияние дискретность распределения намагничивающих сил, которое приводит к изменению аргумента ЭДС равномерной обмотки при перемещении шунта с одного участка на другой. Абсолютное значение отклонения начальной фазы выходного напряжения от идеального значения можно вычислить по формуле

– длина информационной линейки.

Рисунок 9 – Зависимость

максимального отклонения фазы

от количества зубцов линейки

Зависимость абсолютного отклонения фазы от количества зубцов магнитопровода представлена на рисунке 9. При увеличении количества зубцов максимальное значение отклонения резко уменьшается.

Параметры магнитопровода шунта как геометрические, так и магнитные, оказывают влияние на работу фазо-

вращателя. По физическим явлениям, происходящим в фазовращателе, это влияние можно рассматривать как:

– влияние магнитных свойств материала шунта;

– влияние непосредственно геометрических размеров шунта на начальную фазу выходного тока при сохранении эквивалентной магнитной проводимости шунта;

– влияние изменения геометрических размеров воздушного зазора на начальную фазу выходного напряжения через изменение электрических параметров фазовращателя.

Рисунок 10 – Изменение отклонения фазы выходного напряжения, вызванного

загрузка...