Курс лекций - Управление техническими системами, страница 8

Концы фазоРисунок 22 - Электрическая вых (1ф, 2ф, Зф) обмоток выведены на три консхема сельсиновтактных кольца, расположенных на валу ротора.Датчики скорости создают управляющие сигналы в зависимости от скорости. Более широкое распространение в машиностроении получили описанные ниже датчики.Тахогенераторы служат для измерения частоты вращения. В зависимостиот рода тока различают тахогенераторы постоянного и переменного тока. Тахогенераторы постоянного тока разделяют по способу возбуждения на тахогенераторы с возбуждением от постоянных магнитов (Рисунок23, а) и с электромагнитным возбуждением.Представляют собой малогабаритную машину постоянного тока. По принципу действия тахогенераторы переменного тока делят на синхронные и асинхронные.

БолееРисунок 23 - Схемы датчиков скорости: широкое распространение получили асина) тахогенератора с возбуждением от по- хронные тахогенераторы (Рисунок 23, б). Тастоянных магнитов; б) асинхронного тахогенератор имеет две обмотки: обмоткухогенераторавозбуждения ОВ и выходную обмотку.Реле контроля скорости (РКС) (Рисунок 24) состоит из постоянного магнита 3, который находится на валу (сигнал на входе), а такжекольца 4, в котором расположена обмотка типа «беличье колесо». На другом валу, соединенном с кольцом, расположен толкатель 1, воздействующий на группу контактов К1, К2, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 2 и 5.

При вращении вала РКС вращающийся магнит наводит в обмотке, расположенной в кольце, ЭДС. Ток, протекая пообмотке, взаимодействует с магнитным потоком вращающегося магнита, в результате создается вращающий момент, котоРисунок 24 - Релеконтроля скорости33рый, поворачивая кольцо с толкателем, воздействует на контакты и вызываетих срабатывание.Силовые датчики обеспечивают создание управляющих сигналов в зависимости от сил, создаваемых в рабочих органах.Электромеханические датчики. Один из видов электромеханического силового датчика (Рисунок 25) представляет собой кулачковую муфту 2 со скошенными зубьями, замыкающуюся под действием пружины 5.

Одна из полумуфтсидит на валу со скользящей шпонкой. Полумуфта через рычаг 4 воздействует на микропереключатель 1.При возникновении на валу заданных сил сдвинутаяполумуфта, воздействуя через рычаг на микровыклюРисунок 25 – Схема электро- чатель, вызывает его срабатывание.механического датчикаТоковое реле (Рисунок 26) состоит из токовой катушки 1, рычага 2 и контактов К1, К2. Токовая катушка включена в цепьэлектродвигателя, приводящего в движение рабочий орган, сила которого контролируется. Приувеличении силы в рабочем органе увеличиваетсясила тока двигателя, который приводит в движение рабочий орган, это, в свою очередь, вызываетРисунок 26 - Токовое релеувеличение силы тока в токовой катушке реле, иэлектромагнитная сила Fэм токовой катушки становится больше, чем сила пружины 3 Fnp (силу пружины устанавливают с помощью регулировочного винта).Произойдет опрокидывание рычага, который, воздействуя на контакты, вызоветих срабатывание.Тензометрические датчики сопротивления предназначены для определения упругих деформаций деталей машин и конструкцийв линейном и плосконапряженном состоянии при воздействии на них статических и динамических нагрузок.На полосу тонкой прочной бумаги наклеена уложенная зигзагообразно тонкая проволока (Рисунок 27).

Кконцам проволоки с помощью пайки или сварки присоединены выводы из медной фольги, с помощью которыхдатчикподключенвизмерительнуюцепь. Тензодатчик приклеивают к испытуемой детали,Рисунок 27 - Тензометблагодаря чему деформацию детали воспринимает прорический датчикволочная решетка. Длина детали, занимаемая проволокой, называется измерительной базой датчика L.Пьезоэлектрические датчики для измерения сил представляют собойкварцевую пластину 1 (Рисунок 28). С двух сторон ее напылены или приклеены токопроводящим клеем электроды 2,с которых снимается выходное напряжение.Два электрода и кварцевый диэлектрик образуютРисунок 28 - Пьезоэлек- конденсатор, на электродах которого присутствуют электрический датчик34трические заряды, возникающие вследствие пьезоэлектрического эффекта присжатии кварцевой пластины силой Р.3.

Преобразующие устройства служат для преобразования управляющихи информационных сигналов в устройствах автоматики к виду, удобному дляих последующей обработки или фиксации. Преобразующие устройства должныиметь малую инерционность и хорошую согласованность с другими узлами автоматики, достаточно высокое быстродействие.Реле времени (РВ) обеспечивает при подаче сигнала на вход хвх(t) получение сигналов на выходе хвых (t + T1) ... хвых (t + Tk), разнесенных по времени(сдвинутых на время Т1 - Tk ).Электронные реле времени.

Схема простейшего электронного реле времени показана на рисунке 29. При замыкании управляющего контакта К1 (сигнал на входе) одновременно подается напряжение набазу транзистора VT1 и катушку реле К2. Так как вначальный момент конденсатор С1 не заряжен, то набазу транзистора подается положительный потенциалчерез делитель напряжения R1—R2. Транзистор закрыт и катушка реле отключена (сигнал на выходе).Когда конденсатор начнет заряжаться через цепьС1—R2—К1, отрицательный потенциал конденсатоРисунок 29 - Схема элекра будет подаваться на базу транзистора и транзитронного реле временистор откроется, вызвав срабатывание реле.Реле времени двигателя (Рисунок 30) состоит из двигателя М, редуктора Р,барабана Б, на котором расположены кулачкиа—е и контакты К1 - К6, установленные напротив кулачков. При подаче сигнала на вход(включение двигателя) барабан начинает вращаться; движущиеся кулачки на барабане воздействуют на контакты, вызывая их срабатывание (сигнал на выходе).

Меняя угловое положеРисунок 30 - Схема реле дви- ние кулачков, можно устанавливать время игателяочередность срабатывания контактов.Реле счета импульсов (РСИ) выдает сигнал на выходе при поступлении заданного числа сигналов на входе хвх- Необходимость преобразованиясигналачастовозникает при создании команды послеопределенного числа повторяющихся действий(число ходов, операций и т.

д.). Электроконтактное РСИ (Рисунок 31) состоит из ручногопереключателя SA1, шагового искателя ШИ иреле К1, которое служит для выдачи команды навыходе. С помощью SA1 задается числоповторяемых команд. При использовании первойкоманды замыкается контакт SQ1 (сигнал наРисунок 31 - Электрическаясхема РСИ35входе), и включенная катушка шагового искателя через храповой механизм вызывает перемещение контакта шагового искателя из нулевого впервое положение и т.

д. При выполнении заданного числа команд ручнымпереключателем контакт шагового искателя занимает позицию контактаручного переключателя. Цепь катушки реле замкнется, реле сработает(сигнал на выходе).Дешифраторы служат для преобразования кода числа, поступающего наего вход, в управляющий сигнал только на одном из его выходов. Схема простейшего дешифратора, формирующая какой-либо один изчетырех управляющих сигналов () (четыре различных адреса), состоит из регистра адреса, построенного на триггере первого (T1), второго(Т2) разрядов, и логических элементов (DD0DD7).

А0—A3 - управляющие сигналы (адреса).Запись и выдача управляющих сигналов происходят по адресу, записанному в регистре.Рисунок 32 - Электрическая схема дешифратораРеле с герконом (Рисунок 33) представляет собой контактную систему,взаимодействующую с внешним магнитным полем. Геркон 1 (герметический контакт) или герконы размещаются внутри катушки 2 (обмотки) реле.Геркон представляет собой миниатюрную стеклянную трубку 3 (баллон) с впаянными внутри неедвумя контактными пружинами 4 из магнитомягкого ферромагнитного материала (пермаллоя). Приподаче тока в обмотку реле возникает магнитныйпоток, намагничивающий контактные пружиныРисунок 33 - Схема геркона геркона.

Между ними возникает электромагнитнаясила и контакты замыкаются.36Тема 2.2 Схемы включения датчиков1. Мостовые измерительные схемы2. Компенсационная и дифференциальная схемы1. Существующие методы электрических измерений можно в основномразделить на два класса: непосредственной оценки и сравнения.При непосредственной оценке измерительная схема выполняет лишьфункции преобразования выходного сигнала датчика, например, усиливает егоили согласует выходное сопротивление датчика с входным сопротивлениемприбора. Этот метод прост, но применяется редко, так как ему свойственнызначительные погрешности (особенно при изменении напряжения питания датчика).Метод сравнения обеспечивает более высокие точность и чувствительность.

При этом используются мостовые, дифференциальные и компенсационные схемы измерения.Мостовые измерительные схемы применяют постоянного и переменного тока. Существуют мостовые схемы уравновешенные и неуравновешенныесхемы. Уравновешенные мосты требуют ручной или автоматической балансировки, в то время как неуравновешенные мосты не требуютУравновешенный мост представляет собой схему (Рисунок 34, а), состоящую из ромба, образуемого четырьмя сопротивлениями R1 R2, R3, Rt. Резисторыв схеме называют ветвями или плечами моста. Помимо этого в мостовую схемувключены источник тока со своим сопротивлением RE и измерительный приборс сопротивлением Rnp. В четырехугольнике также есть две диагонали, в одну изкоторых включен миллиамперметр, а в другую - источник тока. Для подстройки моста одно плечо (R3) является переменным сопротивлением.Закон уравновешенного моста: произведение сопротивлений противолежащих плеч должны быть равны.R1/R2=R3/Rt.или R1·Rt=R2·R3[2.3]Если необходимо вычислить неизвестное сопротивление датчика, то можно включить его в одно из плеч моста, вместо резистора R4· и воспользоватьсяформулой:Rt=R2·R3/R1[2.4]Ток в диагонали моста, содержащей измерительный прибор, через напряжение питания:Inp=U(R1Rt-R2R3)/M[2.5]Основной характеристикой любой схемы является ее чувствительность.Она определяется как отношение приращения тока в измерительной диагонали∆Inp к вызвавшему его изменению сопротивления одного из плеч моста:Sсх =∆Inp /∆R[2.6]∆Inp=U∆RRt/M[2.7]где ∆Inp - результирующий ток в диагонали моста, содержащей измерительный прибор, A; U - напряжение питания, В; М - входное напряжение, В.37Неуравновешенный мост представляет собой схему (Рисунок 34, б), состоящую из ромба, образуемого четырьмя сопротивлениями R1 R2, R3, R5, Rt.