Катушка как измерительный преобразователь
Катушка индуктивности – электротехническое устройство, состоящее из намотанных на каркас из диэлектрического материала витков медного провода и обладающее значительной индуктивностью при относительно малом активном сопротивлении и пренебрежимо малой емкости.
При анализе работы катушки в электрической цепи необходимо учитывать ее полное сопротивление Z, включающее индуктивную составляющую XL (зависящую от геометрических размеров катушки, числа витков и наличия ферромагнитного сердечника), активную составляющую R (сопротивление медного провода, с учетом длины и сечения), а в некоторых случаях и емкостную составляющую XC (с учетом межвитковой емкости).
Рисунок 3.10 – схема замещения катушки
Активное сопротивление определяется как:
,
uде ρ – удельное сопротивление меди, l – длина провода, s – площадь сечения провода.
Индуктивное сопротивление определяется как:
XL = ω L,
uде ω = 2 
– круговая частота, зависящая от частоты 
тока в катушке, L – индуктивность катушки.
Для определения полного сопротивления катушки используют векторную диаграмму сопротивлений, представляющую собой прямоугольный треугольник.
Рисунок 3.11 – треугольник сопротивлений
Из анализа треугольника сопротивлений видно, что полное сопротивление (согласно теореме Пифагора), будет равно корню квадратному из суммы квадратов активного и индуктивного сопротивлений:
|
|
|
Z = 
.
В случае если необходимо учитывать еще и емкостное сопротивление данное выражение можно записать:
Z = 
,
Где емкостное сопротивление определяется как:
XC = 
.
Катушка с ферромагнитным сердечником
Установка внутрь катушки ферромагнитного сердечника позволяет резко увеличить ее индуктивность, так как магнитная проницаемость ферромагнетика существенно больше чем у воздуха
Помимо этого, придав сердечнику необходимую форму, можно сформировать магнитный поток (создаваемый катушкой) требуемой конфигурации.
а б в
Рисунок 3.12 – Магнитный поток формируемый катушкой без сердечника (а), с сердечником (б), с замкнутым сердечником (в)
Вихретоковые ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Принципы и основные характеристики вихретокового метода контроля
Вихретоковый метод основан на анализе взаимодействия электромагнитного поля преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, возбуждаемых преобразователем в объекте контроля.
Вихретоковый метод применяется для контроля изделий из токопроводящих материалов.
Метод используется для решения следующих задач:
|
|
|
1. Обнаружение металлических предметов (вихретоковые металлоискатели);
2. Измерения гегометрических размеров (вихретоковые толщиномеры);
3. Структуроскопия (контроль химсостава, качества обработки и пр.);
4. Дефектоскопия.
Изменение электромагнитных свойств среды или объекта контроля приводит к изменению параметров вихревых токов и созданного ими вторичного магнитного потока. Как следствие изменяется суммарный магнитный поток системы «вихретоковый преобразователь – объект контроля», что в свою очередь приводит к изменению электрических параметров (сопротивление, ток, э.д.с.) измерительной обмотки преобразователя, которые отслеживаются с приборов, включенных в измерительную цепь.
Индукционный метод контроля
В основе действия индукционного метода лежит закон электромагнитной индукции. Индукционные преобразователи в простейшем случае представляют собой катушку, создающую однородное переменное магнитное поле. При этом индукцию можно упрощенно определять как отношение магнитного потока на площадь витка катушки. В процессе контроля ндукционный преобразователь перемещается над поверхностью объекта. При пересечении трещины магнитный поток создает поле рассеяния, что приводит к изменению э.д.с. катушки преобразователя.
|
|
|
Дата добавления: 2019-08-30; просмотров: 302; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!