Абсолютные и дифференциальные вихретоковые преобразователи

По способу соединения измерительных обмоток преобразователи разделяются на абсолютные и дифференциалные.

Абсолютные ВТП как правило имеют одну измерительную обмотку (ОИ) абсолютное значение сигнала которой (ток, напряжение или э.д.с) считывается измерительной схемой прибора и отображается на индикаторах. По изменению сигнала судят об изменениях параметров объекта контроля.

Дифференциалные ВТП имеют как минимум две измерительные обмотки (ОИ₁ и ОИ₂), включенные встречно. Измерительная цепь считывает разницу сигналов измерительных обмоток, по изменению которой судят об изменениях параметров объекта контроля. Использование дифференциальных ВТП позволяет скомпенсировать влияние внешних магнитных полей, не связанных с объектом контроля, так как величина паразитного сигнала, наведенного внешним полем, в каждой измерительной обмотке одинакова и их разница будет равна нулю.

При абсолютных измерениях считываются показания основной величины (ее абсолютного значения) с использованием значения физической константы.

Дифференциальный метод измерений основан на сравнении одной величины с другой величиной (общей физической константы), имеющей известное значение, иногда называемой опорной. Результат измерения представлен как разница двух величин.

Вихоетоковые преобразователи могут быть абсолютными или дифференциальными.

Рассмотрим работу вихретокового трансформаторного дифференциального преобразователя, включающего возбуждающую и две измерительные катушки (рис. 4.1). Возбуждающая катушка W₁ подключена к источнику питания и предназначена для возбуждения вихревых токов в объекте контроля. Измерительные катушки W₂^/и W₂^// включены последовательно встречно, образуя измерительную обмотку с общими выводами. В случае, когда преобразователь не установлен на объект контроля, магнитный поток Ф₁, созданный возбуждающей катушкой W₁, наводит в измерительных катушках э.д.с. e₁ и e₂. Поскольку измерительные катушки включены встречно наведенные в них э.д.с. будут действовать в противофазе и суммарная э.д.с. на выводах измерительной обмотки будет равна нулю.

Если преобразователь установить на объект контроля, то наведенные вихревые токи создадут собственный магнитный поток Ф₂, направленный встречно потоку преобразователя. Как следствие э.д.с. измерительных обмоток e₁ и e₂будет уменьшаться. При этом поток вихревых токов будет оказывать большее влияние на ближе расположенную к объекту контроля измерительную катушку W₂^//, вызывая существенное уменьшение ее э.д.с. На выводах измерительной обмотки появится сигнал рассогласования е = е₁– е₂.

Любое изменение параметров объекта контроля приводит к изменению вихревых токов и их магнитного потока. Соответственно будут изменяться э.д.с. измерительных катушек и их разница на выводах измерительной обмотки.

Преобразователи такого типа получили название дифференциальные, так как их выходным сигналом является не абсолютное значение э.д.с. измерительной катушки, а их разница. Такие преобразователи более устойчивы к влиянию внешних факторов (температура, электромагнитные помехи и пр.) и получили широкое распространение.

а б

Рисунок 4.1 – Схема вихретоковых преобразователей абсолютного (а) и дифференциального (б)