Влияние электродинамических сил на характеристики преобразователя ускорений

Abstract

Предлагается конструкция преобразователя линейных ускорений (ПЛУ), обладающая повышенной чувствительностью и крутизной преобразовательной характеристики за счет дополнительного использования в известном ПЛУ короткозамкнутого электропроводящего кольца. В процессе математического моделирования получены расчетные формулы, позволяющие определить преобразовательную характеристику датчика линейных ускорений с учетом короткозамкнутого витка. Рассмотрены частные случаи при решении задачи. Приведено экспериментальное подтверждение аналитических исследований с необходимой точностью. Расчетные формулы, полученные в процессе математического моделирования и приведенные в данной статье, дают возможность провести анализ влияния всех параметров ПЛУ как по отдельности, так и в их взаимосвязи на преобразовательные характеристики ПЛУ. Кроме того, полученные формулы обеспечивают возможность конструирования ПЛУ с наибольшей чувствительностью и крутизной преобразовательной характеристики с оптимальным соотношением конструктивных параметров. Выражения, полученные в ходе аналитических исследований, были эмпирически подтверждены проведенными экспериментальными исследованиями. Результаты математического моделирования, приведенного в данной статье, могут найти применения при исследовании электромеханических устройств с наличием КЗВ (индуктивные элементы, электромагнитная пушка, устройства контроля брака обмоток электродвигателей и трансформаторов на замыкание и т. д.). The paper presents construction of linear acceleration transducer (LAT) that offers enhanced sensitivity and conversion transconductance due to supplementary use of short-circuited conducting ring in the named LAT. By mathematical modeling we obtained design formulae that allow of calculating conversion characteristic of LAT considering short-circuited turn. The paper covers special cases at problem solution and presents experimental verification of analytical studies with required accuracy. Design formulae obtained by mathematical modeling and given in the paper allow of analyzing the influence of all parameters of LAT both particularly and in their interrelation on conversion characteristic of LAT. Furthermore, obtained formulae allow of constructing LAT with the most possible sensitivity and conversion transconductance with optimum ratio of construction parameters. Expressions obtained during analytical studies received empirical confirmation by conducted experimental studies. Mathematical modeling results presented in the paper may find a use in studies of electromechanical devices equipped with short-circuited turn (inductive elements, electromagnetic launcher, winding fault detectors of electrical motors and transformers etc).