Дифференциальный трансформатор

Дифференциальный трансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к электротехнике и направлено на улучшение технологичности конструкции, повышение стабильности параметров измерительной схемы, применяющей дифференциальные трансформаторы. Сущность дифференциального трансформатора состоит в том, что каркас 4 выполнен в виде диэлектрического цилиндра, на внутренней поверхности которого нанесен проводящий слой, выполняющий функцию общего электрода и соединенный с общим выводом трансформатора. На наружную поверхность каркаса симметрично нанесены проводящие слои, выполняющие функцию дифференциальных электродов подстроечного конденсатора, соединенных с выводами дифференциальных первичных полуобмоток , что позволяет упростить конструкцию и повысить надежность. 4 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 F 40/QO, 40/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

11 " 6"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 47779 14/07 (22) 04.01.90 (46) 30.05.92. Бюл. ¹ 20 (71) Миасский электромеханический научно-исследовательский институт Научнои роизводствен ного объединения электромеханики (72) В.И. Сижук и B.À, Литвиненко (53) 621.314.214 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1429181, кл. Н 01 F 40/08, 1988, Авторское свидетельство СССР

¹ 1476541, кл. Н 01 F 40/00, 1989.

Волгов B.À. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. М,: Энергия, 1967, с, 170 — 174. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения разности величин двух параметров (емкостей, индуктивностей, сопротивлений и др.) в устройствах, в которых необходимо обеспечить жесткие требования по сохранению начальной (нулевой) настройки схемы измерения, В современных электронных схемах, устройствах автоматики в качестве измерителей разности двух емкостей дифференциальных емкос гных преобразователей используются ди ЬФеренциальные трансформаторы (Л1, Л2), При этом паразитные емкости обмоток трансформатора, как правило, не равны другдругу, поэтому необходимо выполнение настройки нуля (балансировки) дифференциального моста измерительной схемы, „„5U ÄÄ 1737532 А1 (57) Использование; изобретение относится к электротехнике и направлено на улучшение технологичности конструкции, повышение стабильности параметров измерительной схемы, применяющей диффе ре н ци ал ь н ы е тра н сфор матс р ы. Су щность дифференциального трансформатора состоит в том, что каркас 4 выполнен в виде диэлектрического цилиндра, на внутренней поверхности которого нанесен проводящий слой, выполняющий функцию общего электрода и соединенный с общим выводом трансформатора. На наружную поверхность каркаса симметрично нанесены проводящие слои, выполняющие функцию дифференциальных электродов подстроечного конденсатора, соединенных с выводами дифференциальных первичных полуобмоток, что позволяет упростить конструкцию и повысить надежность. 4 ил.

Известен способ балансировки нулевого положения измерительной схемы путем компенсации выходного сигнала моста смещением нуля усилительных каскадов измеритель - ой схемы. Смещение достигается за счет использования дополнительных переменных регулировочных элементов, которые на окончательной стадии регулирования, как правило, заменяются на более стабильные дискретные элементы по достигнутому при регулировании параметру. Это приводит к увеличению габаритов усилительных каскадов, особенно при применении усилителей в

ГИС исполнении, и к эксплуатационной нестабильности параметров регулирования нуля, так как регулировочные элементы не располагаются в непосредственной близости к емкостному преобразователю.

1737532

10

20

30

50

Кроме того, настройка нуля моста может осуществляться с помощью введения в конструкцию дифференциального трансформатора регулировочных элементов, например, индуктивностей, емкостей и др„в качестве которых могут применяться как универсальные серийно изготавливаемые элементы, так и специальные, разработанные под конкретную конструкцию измерительной схемы, Приме ение таких регулировочных элементов усложняет конструкцию дифференциального трансформатора и приводит к увеличению его габаритных размеров.

Известна конструкция дифференциального трансформатора, в состав которого введен дифференциальный подстроечный конденсатср, аналогичный серийно изготавливаемому подстроечному конденсатору

КПК (ЛЗ). Такой подстроечный конденсатор содержит ротор, статор, пружины, ось и др. элементы. Дифференциальный трансформатор имеет каркас с выводами, к которым подпаиваются выводы его обмоток и электроды (один общий и два дифференциальных) подстроечного конденсатора.

Настройка нуля схемы измерения с таким дифференциальным трансформатором осуществляется с помощью подстроечного конденсатора за счет изменения площадей перекрытия дифференциальных электродов, находящихся на ста-.оре подстроечного конденсатора при вращении его ротора с общим электродом.

Недостатком такого трансформатора является наличие в конструкции подвижных элементов, которое приводит к их взаимному смещению и, следовательно, к изменению нулевой настройки (ухудшению ее стабильности) в условиях эксплуатации; при воздействии влаги, механических ударов, температуры, вибрации и проч, Цель изобретения — устранение указанных недостатков, упрощение конструкции дифференциального трансформатора, повышение его технологичности), повышение его помехозащищенности от внешних электромагнитных полей и ослабление собственных полей трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что каркас дифференциального трансформатора выполнен в виде диэлектрического цилиндра, на внутренней поверхности которого нанесен проводящий слой, соединенный с общим выводом трансформатора и выполняющий роль общего электрода подстроечного конденсатора и экрана магнитопровода трансформатора, а роль дифференциальных электродов подстроечного конденсатора выполняют проводящие участки, нанесенные симметрично на наружную поверхность каркаса и соединенные с выводами, к которым присоединены выводы дифференциальных первичных обмоток трансформатора. Конструктивная связь экрана (общего электрода подстроечного конденсатора) с каркасом трансформатора исключает влияние деталей измерительной схемы на величину собственных емкостей обмоток трансформатора, Балансировка (регулирование) нулевого положения измерительной схемы с применением предлагаемого дифференциального трансформатора осуществляется путем удаления части проводящего слоя одного из электродов, расположенных на наружной поверхности каркаса (цилиндра) каким-либо из известных способов, например„с помощью алмазной головки, электрографа или лазерного луча. Отсутствие относительного перемещения элементов подстроечного конденсатора (ротора и статора) позволяет в условиях эксплуатации (повышенная температура окружающей среды, влага, механические воздействия) избежать изменения нулевой настройки и повысить ее стабильность.

Кроме того, предлагаемая конструкция трансформатора позволяет осуществлять влагозащиту наружных электродов после настройки, например, покрытием лаком УР213, что невозможно сделать в известном трансформаторе, не избежав затекания лака в зазор между ротором и статором, что приведет к изменению нулевой настройки моста, На фиг. 1 изображен общий вид дифференциального трансформатора с цилиндрическим подстроечным конденсатором; на фиг, 2 — диэлектрический цилиндр; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг, 4 — принципиальная схема дифференциального транзистора с цилиндрическим подстроечным конденсатором.

Дифференциальный трансформатор содержит броневой магнитопровод 1 с дифференциальной входной и выходной обмотками 2, выводы которых присоединены к выводам 3, закрепленным в каркасе

4 — дифференциальном подстроечном конденсаторе, представляющем собой диэлектрический цилиндр (фиг, 2), например, из керамики, прессматериала и т. и., и нанесенным проводящим слоем б (общий электрод) по внутренней поверхности каркаса (цилиндра) и двумя проводящими слоями 7 и 8 (электродами) на его наружной поверхности. Проводящие слои 6, 7, 8 соединены гальванически с выводами 3 каркаса 4.

1737532

35 проводящего слоя лазерным лучом, или локализованным электрическим разрядом, Удаление проводящего слоя начинается с максимально удаленных от выводов участков проводящего слоя 7 и 8.

При дискрете регулирования 0,003 пФ площадь удаляемого проводящего слоя электрода должна быть =0,03 мм, Экспериментальная проверка подтвердила возможность удаления такой площади электрода с применением АГЦ.

При балансировке устройства контроль величины емкости подстроечного конденсатора С (фиг, 3) не производится, а осуществляется контроль выходного сигнала (Us ax) 40

Магнитопровод 1 с обмотками 2 трансформатора может закрепляться в каркасе 4 с помощью заливки компаундом свободной полости 5 (фиг, 1) трансформатора между каркасом и боковой поверхностью магнитопровода 1.

На принципиальной схеме дифференциального трансформатора с цилиндрическим подстроечным конденсатором (фиг. 4) показан Т1-дифференциальный трансформатор с дифференциальной входной обмоткой, выводы которой соединены с электродами 7 и 8 цилиндрического подстроечного конденсатора С1, а общий электрод Б соединен с общим выводом дифференциального трансформатора. Кроме того, на фиг. 3 показано подключение . емкостного измерительного преобразователя к дифференциальному трансформатору для получения схемы неуравновешенного моста.

Пример, Для балансировки нулевого положения измерительной схемы с емкостным преобразователем величина емкости подстроечного конденсатора должна изменяться в пределах, обеспечивающих компенсацию максимального неравенства паразитных и рабочих емкостей измерительной схемы. Для измерительных схем неравенство емкостей составляет от 1 до 5 и Ф.

Такой емкости соответствует площадь каждого из электродов 7 и 8 (фиг. 2) =10-50 мм при керамическом каркасе с диэлектрической постоянной = 9 и толщиной стенки каркаса = 1 мм . Способ изменения емкости построечного конденсатора — удаление проводящего слоя с электродов 7 и 8 — реализуется с помощью алмазной головки цилиндрической (АГЦ) или выжиганием дифференциального трансформатора схемы неуравновешенного моста. . Использование предлагаемой конструкции дифференциального трансформатора позволяет повысить временную и температурную стабильность измерительной схемы за счет уменьшения числа сопрягаемых поверхностей различных деталей, которых к известных конструкциях подстроечных конденсаторов в 3 — 4 раза больше (ротор, статор, ось, пружина).

Уменьшение количества элементов повышает технологичность и надежность конструкции дифференциального трансформатора, Предлагаемый трансформатор содержит подстроечный конденсатор, состоящий из одной детали, в нем нет взаимно перемещающихся элементов, стабильность его параметров определяется материалом каркаса — конденсатора.

Предлагаемый дифференциальный трансформатор с цилиндрическим подстроечным конденсатором для регулирования нулевого положения схемы измерения прошел экспериментальную проверку на предприятии и используется при изготовлении дифференциальных трансформаторов для малогабаритных измерительных устройств, эксплуатируемых в широком диапазоне температур, при воздействии влаги, вибраций и т. д. по тематике НИОКР.

Результаты испытаний дифференциального трансформатора подтвердили стабильность нулевой настройки схемы измерения в различных условиях эксплуатации, а также помехозащищенность трансформатора от внешних электромагнитных полей в составе малогабаритных измерительных устройств.

Формула изобретения

Дифференциальный трансформатор, содержащий броневой магнитопровод с дифференциальной первичной и вторичной обмотками, каркас с выводами и дифференциальный подстроечный конденсатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и IloBblLUBHMsl надежности, каркас выполнен в виде диэлектрического цилиндра, на внутренней поверхности которого нанесен проводящий слой, соединенный с общим выводом трансформатора, а на наружную поверхность каркаса симметрично нанесены проводящие слои, которые соединены с выводами дифференциальной первичной обмотки.

1737532

1737532

А-A

Tf

/ л ж с

Составитель В. Сижук

Редактор,1. Сегляник Техред М,Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 1896 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский KoM6VIHBT "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101