где А, N, - постоянные величины, которые выбирают из условия наилучшей аппроксимации. Тогда

Это выражение можно реализовать с помощью схемы, представленной на рис. 122. Два последовательно соединенных конденсатора и , отношение емкостей которых равно заряжаются постоянным током в течение времени до суммарного напряжения . Напряжение на конденсаторе будет равно , а на . Во время зарядки конденсаторов ключ K разомкнут. По окончании заряда ключ К замыкается на время . Конденсатор разряжается по экспоненциальному закону на сопротивление R. с постоянной времени . Через время напряжение на конденсаторе будет равно

а суммарное напряжение на обоих конденсаторах

при этом величина пропорциональна На рис. 123 показана блок-схема прибора для измерения длины проката, использующая для деления временных интервалов вышеописанный метод. Основные узлы прибора: линейный интегратор, представляющий собой стабилизатор тока с последовательно включенными емкостями, и разрядное устройство. При помощи интегратора время , преобразуется в напряжение , а при

помощи разрядного устройства реализуется уравнение (187).

Схема работает следующим образом. При прохождении передним концом трубы фотодатчика 2 возникает импульс, который поступает на ключ 5 и открывает интегратор 6. Через время задний конец трубы выйдет из поля зрения фотодатчика 1 и возникший при этом импульс поступит на ключ 5 и интегратор закроется. Одновременно ключ 4 откроет разрядное устройство 7. Когда через время задний конец трубы выйдет из поля зрения фотодатчика 3, возникший импульс закроет разрядное устройство. Напряжение , которое останется к этому моменту на емкостях интегратора, будет пропорционально . После окончания разряда открывается ключ 8 и напряжение . передается в выходное устройство 9. Данный метод измерения используется, например, для измерения длины горячих труб в пределах 7—8 м на станах печной сварки. Скорость передвижения труб: 3—8 м/с. Ошибка измерения при этом не более мм.

2.2.3 Фотоимпульсные измерители длины с прямым счетом импульсов.

Указанные измерители характеризуются тем, что датчики, установленные на линии продольного движения проката, при прохождении мимо них измеряемого изделия выдают в измерительную систему импульсы, равные определенной фиксированной длине. Простейшая схема такого устройства показана на рис. 124,а. Передний конец изделия 10, выходя из валков, попадает в поле зрения первого фотодатчика, а за-

тем, продвигаясь вперед по рольгангу, изделие

Рис.124. Система для измерения длинны изделий по фотоимпульсному методу с прямым счётом импульсов:

а – система только с грубым отсчётом; б – система с грубым и точным отсчётами; 1-7 – фотодатчики грубого отсчёта;8 – счётчик; 9 – фотодатчики точного отсчёта; 10 – изделие.

последовательно проходит мимо фотодатчиков 2, 3 и т. д. Импульсы от фотодатчиков поступают в счетчик 8 и суммируются. Каждый импульс соответствует расстоянию L. Таким образом, длина изделия будет равна L (п—1), где п-—число засвеченных фотоэлементов. Счет импульсов прекращается, когда задний конец изделия выйдет из поля зрения фотодатчика 1. Точность измерения таким методом зависит от шага L установки фотодатчиков. Для увеличения точности измерения с одновременным снижением числа фотодатчиков схему измерения строят по принципу грубого и точного отсчётов. В этом случае в отличие- от предыдущего, где отсчет ведется одним концом изделия, а другой дает сигнал об окончании счета, отсчет ведется обоими концами изделия (рис. 124,6). Грубый отсчет ведется по переднему концу изделия, показаний конец изделия не выйдет из поля зрения фотодатчика 1. Точный отсчет изделия ведется по заднему концу изделия с момента выхода заднего конца из поля зрения фотодатчика 1 до момента засветки следующего фотодатчика грубого отсчета (на рис. 124,б это фотодатчик 7). Длина полосы при этом равна

где l—шаг установки фотодатчиков точного отсчета;

т — количество засвеченных датчиков точного отсчета.

К изделиям длины изделий с прямым счетом импульсов относятся и приборы с нанесением магнитных, тепловых, радиоактивных, люминесцентных и других меток. Каждая метка имеет определенную цену длины изделия. При прохождении мимо регистратора эти метки считаются измерительной схемой (рис. 125). При прохождении передним концом фотодатчика 1 подается команда на головку записывающего прибора 8 для нанесения метки в изделие. При дальнейшем движении метка проходит мимо приемника 4, который считает метки и дает команду прибору 3 на нанесение следующей метки.

Путь, пройденный прокатом, определяют по формуле

где п – число меток;

- расстояние между записывающей головкой и приемником.

Точность прибора мало зависит от скорости изделия и в основном определяется расстоянием между записывающей головкой и приемником·такие измерители применяются в основном для измерения метража длинных и «бесконечных» полос при намотке их в рулон и для проволоки.

Фoтoимпyльcныe измерители с применением развертывающих систем. Позволяют определять не только поперечные, но и продольные размеры проката, принцип действия этих приборов подробно изложен в гл.· IX. здесь следует отметить, что для измерения длины прокатанных изделий применяют приборы с механическими и электрическими развертывающими системами. B механических развертывающих системах для развертки используют архимедову спираль, барабаны с целью в виде винтовой линии или по образующей, а также барабаны с линзами или зеркалами Из электрических развертывающих систем для измерения длины чаще всего применяют различные варианты телевизионных измерительных систем

Ha рис., 126 приведена схема прибора для измepeния длины проката с механической развертывающей системой. прибор предназначен для измерения длины проката на реверсивном стане, Ha специальном валу, расположенном вдоль прокатного изделия, устанавливают измерительные головки. число головок равно n+1 (п. – число нечетных проходов, при которых необходим контроль длины проката).·одну из головок 1 устанавливают стационарно непосредственно возле валков реверсивной клети, а другие — подвижные 4 и 5 — на расстоянии от первой, равном номинальному значению контролируемой длины раската. подвижные головки связаны с валом скользящими шпонками 6 и 7. B каждой измерительной головке вмонтирована оптическая система, состоящая из объектива 16 и собирательной линзы 14. объектив проектирует конец проката на щелевую диафрагму 15, которая «вырезает»·из вceгo Поля зрения объектива узкую полоску изображения конца полосы в направлении длины проката на фоне осветителя. осветитель находится внизу под изделием (на рисунке не показан). за диафрагмой расположен барабан с винтовыми прорезями, световой поток, пройдя через диафрагму и винтовую прорезь, собирается линзой 14 и попадает на фотоэлемент 13.

Щ елевая диафрагма и винтовые прорези при непрерывном вращении барабанов создают развертку изображения конца полосы на фоне осветителя, причем за один оборот диска просмотр изображения происходит столько раз, сколько винтовых прорезей на барабане, длительность затемнения фотоэлемента за время одного просмотра конца ,полосы пропорциональна величине A для головки 1 и величине Б для головки 4. следовательно, напряжение, снимаемое с фотоэлементов, будет обратно пpoпopциoцaльнo длинaм A и Б. Oбa эти нaпpяжeния cyммиpyютcя· Пoлyчeннoe cyммapнoe нaпpяжeниe peгиcтpиpyeтcя втopичным пpибopoм, кoтopый гpaдyиpyeтcя в eдиницax длинны Пpи пoмoщи гoлoвoк 1 и 4 пpoиcxoдит зaмep длины пpoкaтa пpeдпocлeднeгo нeчeтнoгo пpoxoдa, a c пoмoiцыo гoлoвoк 7 и 5—пocлeднeгo прохода

Ha pиc, 127 пpивeдeнa блoк-cxeмa тeлeвизиoннoй cиcтeмы для диcтaнциoннoгo измepeния длин зaгoтoвoк. Teлeвизиoннaя пepeдaющaя кaмepa 3 noмeщeнa пpoтиuв двyx зepкaл 5, pacпoлoжeнных мeждy coбoй пoд пpямым yглoм. Гpaдyиpoвaннyю шкaлy 6 ycтaпaвливaют пapaллeльнo оптичecкoй ocи кaмepы. Oптичecкaя ocь кaмepы и шкaлa нaxoдятcя пapaллeлънo плocкocти, в кoтopoй вeдeтcя измерение. C пoмoщью зepкaл и cиcтeмы линз 4 дocтигaeтcя coвмeщeниe изoбpaжeния зaгoтoвки и шкaлы в плocкocти paзвepтки пepeдaющeй кaмepы, Cиcтeмa зepкaл мoжeт пpивoдитьcя вo вpaщeниe cepвoмexaнизмoм, кoтopый yпpaвляeтcя oт кoнтpoльнoro пpибopa из бyдки oпepaтopa пpoкaтнoгo cтaнa. Пpи пoвopoтe cиcтeмы зepкaл гpaдyиpoвкa шкaлы бyдeт cкoльзить вдoль изoбpaжeния зaгoтoвки, пpи этoм нaчaлo шкaлы мoжeт быть coвмeщeнo c oдним кoнцoм зaгoтoвки, тогдa пo втopoмy кoнцy мoжнo пpoизвecти oтcчeт длинны. C пoмoщью этoй cиcтeмы мoжнo измepять длинy зaгoтoвoк в пpeдeлax oт 3,65 дo 11 мс пoгpeшнocтью ±3 мм.

Глава 3. Электрические машины и электропривод автоматических устройств.

3.1 BPAЩAЮЩИECЯ TPAHCФOPMATOPЫ

3.1.1 Назначение и устройство вращающихся трансформаторов

B paщaющиecя (поворотные) трансформаторы (BT) предназначены для получения переменного напряжения, зависящего от угла поворота ротора. По назначению BT относятся к информационным электрическим машинам (см., §9.1) и применяются в системах автоматического регулирования в качестве измерительных элементов (датчиков угла) для измерения рассогласования между двумя вращающимися Осями. B вычислительных устройствах вращающиеся трансформаторы используют при решении различных математических задач, связанных с построением треугольников, преобразованием координат, сложением и разложением векторов и т.п. Вращающийся трансформатор конструктивно представляет электрическую Машину индукционного типа малой мощности. Наибольшее применение получили двухполюсные BT с двумя парами одинаковых взаимно перпендикулярных обмоток: обмотки и (C1 — C2 и C3 — C4) расположены на статоре; обмотки и (P1 — P2 и P3 — P4) — на роторе (рис, 11.1). Обмотка возбуждения (C1— C2) включается в сеть переменного тока, компенсационная обмотка C3 — C4 замыкается накоротко или на резистор. Обмотки на роторе называются вторичными: синусной P1—P2 и косинусной P3—P4, электрический контакт с обмотками ротора осуществляется с помощью контактных колец и щеток (аналогично контактным сельсинам) либо посредством спиральных пружин, если BT работает в режиме ограниченного угла поворота. B последнем случае yгoл пoвopoтa poтopa BT oгpaничивaeтcя мaкcимaльным yглoм зaкpyчивaния cпиpaльныx пpyжин.