Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек

Де оЙТьитно тохнифсиезь ффщоттт Ц ф ц 44 О 68 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл, б 01 г 2920 Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 621.317.799. А, Солнцев 1) Заявитель енинградский электротехнический инстит имени В. И. Ульянова (Ленина)4 ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ЧИСЛА ВИТКОВ КАТУШЕК ЗМЕРЕНИЯ Изобретение относится к устроиствам для контроля числа витков намоточных изделий (катушки трансформаторов, реле контакторов, рамки электроизмерительных приборов) . Большинство таких устройств основано на компенсационном способе измерения и основной их частью является трансформаторный датчик, на сердечнике, которого располагаются эталонная и контролируемая катушки и обмотка возбуждения. От характеристик датчика в большой степени зависят точность измерения числа витков, стабильность показаний, диапазон размеров контролируемых катушек, удобство эксплуатации устройства и ряд других факторов. Известные устройства того же целевого назначения с датчиками, содержащими прямолинейный ферромагнитный сердечник с равномерно распределенной по всей его длине обмоткой возбуждения и расположенной в средней части сердечника катушкой эталонных витков, характеризуются относительно небольшой длиной рабочего участка датчика, ограничивающей верхний предел диапазона размеров контролируемых катушек, и погрешностью от изменения диаметра витков контролируемых катушек из-за неравномерности магнитного поля в пределах рабочего участка датчика,Для уменьшения погрешности от измененияпоперечных размеров контролируемых катушек предложенный датчик снабжен двумя компенсационными цилиндрическими катуш ками, расположеннымп соосно с сердечникомна одинаковом расстоянии от его середины, охватывающими снаружи рабочую зону сердечника вместе с помещенными в ее пределах эталонной и контролируемой катушками и 10 включенными последовательно и согласно сосновной обмоткой возбуждения сердечника,На фиг. 1 изображена принципиальная схема описываемого датчика; на фиг, 2 - кривые э.д,с. одного витка катушки в зависимости от 15 положения витка относительно центра сердечника датчика и в зависимости от диаметра витка, характеризующие магнитное поле в пространстве вокруг датчика.Для пояснения принципа действия описы ьаемого датчика необходимо рассмотреть кривые изменения э.д,с. одного витка катушки в зависимости от положения витка относительно центра сердечника датчика и в зависимости от диаметра витка (см. фиг, 2), на которых 25 показаны э.д.с. одного витка Е катушки, длина 1., сердечника, длина Ер рабочего участка сердечника, координата 1 положения витка катушки относительно середины сердечника, ми нимальный диаметр Авитка катушки, мак 30 симальный диаметр Ыщах витка катушки, текущее значение диаметра д витка катушки, зависимость э.д.с. Е=(1,Я для существующих датчиков с прямолинейным разомкнутым сердечником (см. кривые Л на фиг. 2), зависимости Е=" (1,д) для описываемого . компен-. сированного датчика (см. кривые Б на фиг.2), максимальное отклонение э.д.с. витка некомпенсированного датчика при смещении витка ЬЕ из середины в конец рабочего участка сердечника, максимальное отклонение э.д.с. витка описываемого компенсированного датчика при смещении витка ЬЕ из середины в конец рабочего участка сердечника, максимальное отклонение э,д.с, витка некомпенсированного датчика при изменении диаметра витка ХЕа от минимального до максимального, максимальное отклонение э.д.с, витка описываемого компенсированного датчика при изменении диаметра витка ЬЕа от минимального до максимального, магнитный поток возбуждения Ф, в сердечнике, поток расстояния Фр, пронизывающий плоскость витка катушки, компенсационный поток Ф,.Описываемый трансформаторный датчик (см, фиг, 1) состоит из ферромагнитного прямолинейного сердечника 1, обмотки возбуждения 2, распределенной равномерно по всей длине сердечника, двух одинаковых компенсационных катушек 3 и 4, расположенных концентрично с сердечником 1 на равных расстояниях от его середины, катушки 5 эталонных витков и помещаемой на сердечник контролируемой катушки 6.Катушки 3 и 4 соединены последовательно и согласно между собой и обмоткой возбуждения 2 сердечника 1,При протекании по обмотке возбуждения 2 и катушкам 3 и 4 переменного тока в сердечнике 1 и в окружающем его пространстве создается переменное магнитное поле.Магнитные потоки этого поля можно представить в виде основного потока возбуждения Фпроходящего по сердечнику 1 и зависящего от длины сердечника, т. е. Ф,=, потока замыкающего или иначе потока рассеяния Фр и потока Ф создаваемого компенсационными катушками 3 и 4.Величина потока рассеяния Фр, пронизывающая площадь витка обмотки, зависит от положения витка и его диаметра, т. е.Фр=(1,й).Поток Ф, в пределах площади катушек 3 и4 направлен навстречу потоку рассеяния Фр, ослабляя этотпоток и усиливая основной поток возбуждения.Витки эталоннай катушки 5 и контролируемой катушки 6 пронизывают результирующий поток Ф=Ф, - Фр+Ф наводящий в них э.д.с.10 переменного тока.В результате сложения потока рассеяния ивстречного ему компенсационного потока э.д.с., наводимая в витках катушек 5 и 6, будет значительно меньше зависеть от положения витков относительно середины сердечника и от диаметра витков (см. кривые Б на фиг. 2), чем э.д.с. для тех же катушек обычного некомпенсированного датчика (см. кривые А на фиг. 2), т. е, здесь ЬЕ,ЬЕ и ЬЕа.ЬЕа, а это приводит непосредственно к уменьшению погрешности датчика.Кроме уменьшения погрешности датчика,увеличивается его чувствительность, что объясняется результатом сложения части компенсационного потока катушек 3 и 4 с основным потоком обмотки 2.30 Предмет изобретенияТрансформаторный датчик для измерениячисла витков катушек, содержащий прямолинейный ферромагнитный сердечник с равно мерно распределенной по всей его длине обмоткой возбуждения и расположенную в средней части сердечника катушку эталонных витков, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности от изменения попе речных размеров контролируемых катушек,датчик снабжен двумя компенсационными цилиндрическими катушками, расположенными соосно с сердечником на одинаковом расстоянии от его середины, охватывающими 45 снаружи рабочую зону сердечника вместе .спомещенными в ее пределах эталонной и контролируемой катушками и включенными последовательно и согласно с основной обмоткой возбуждения сердечника.440618 фк Апа Изд. М 256 Тираж 678сударственпого комитета Совета Минипо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2357ЦНИ Поди испоов СССР