1
Изобретение относится к устройствам 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 изменения поперечных размеров контролируемых катушек предлолсенный датчик снабжен дву.мя компенсационными цилиндрическими катушками, расположенными соосно с сердечником на одинаковом расстоянии 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 возбуладения сердечника.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема описываемого датчика; на фиг. 2 - кривые э.д.с. одного витка катушки в зависимости от
-положения витка относительно центра сердечника датчика и в зависимости от диаметра витка, характеризующие магнитное поле в пространстве вокруг датчика. Для пояснения принципа действия описыБаемого датчика необходимо рассмотреть кривые изменения э.д.с. одного витка катушки в зависимости от полоЛСения 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 ения 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) для существующих датчиков с прямолинейным разомкнутым сердечником (см. кривые А на фиг. 2), зависимости (l,d) для 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 возбуждения Фо в сердечнике, поток расстояния Фр, пронизывающий плоскость витка катущки, компенсационный поток ФкОписываемый 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, катущки 5 эталонных витков и помещаемой на сердечник контролируемой катущки 6.
Катущки 3 и 4 соединены последовательно и согласно между собой и обмоткой возбуждения 2 сердечника 1.
При протекании по об.мотке возбуждения 2 .и .катущка.м 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 Фо, проходящего по сердечнику 1 и зависящего от длины сердечника, т. е. (1), потока замыкающего или иначе потока рассеяния Фр и потока Фк, создаваемого компенсационными катущками 3 и 4.
Величина потока рассеяния Фр, пронизывающая площадь витка обмотки, зависит от
положения витка и его диаметра, т. е.
().
Поток Фк в пределах площади катущек 3 и 4 направлен навстречу потоку рассеяния Фр, ослабляя- этот, лоток и усиливая основной поток возбуждения.
эталонной катущки 5 и контролируемой катущки 6 пронизывают результирующий поток Ф Фо-Фр+Фк, наводящий в них э.д.с. переменного тока. В результате сложения потока рассеяния и встречного ему компенсационного потока э.д.с., наводимая в витках катущек 5 и 6, будет значительно меньще зависеть от положения витков относительно, середины сердечника и от диаметра витков (см. кривые Б на фиг. 2), чем э.д.с. для 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 уменьшения погрешности датчика, увеличивается его чувствительность, что объясняется результатом сложения части компенсационного потока катушек 3 и 4 с основны.м потоком обмотки 2.
Предмет изобретения
Трансформаторный датчик для измерения числа витков катущек, содержащий прямолинейный ферромагнитный сердечник с равномерно 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 поперечных размеров контролируемых катушек, датчик снабжен двумя компенсационными цилиндрическими катущками, расположенными соосно с сердечником на одинаковом расстоянии 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 возбуждения сердечника.
