evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Обратный преобразователь развивает силу, аналогичную силе упругости обычной пружины, коэффициент Ь' характеризует ее жесткосп. Сила Рг перемещает сердечник до тех пор, пока она не уравновесится силой обратнса.о преобразователя Го . Выходной ток преоб- разователя ос~ з (4.160) при равновесии пропорционален силе г ю Структурная схема преобразователя может быль представлена, как показано иа рис.
4.5. В 4 4.1.4 было показано, что если 1г' = 81Юз > > 1, то характеристика преобразователя полностью определяется преобразователем обратной связи. Изменение характеристик прямого преобразователя "1 мало влияет на характеристики сложного преобразователя с обратной связью. Погрешность сложного преобразователя (4.49) в основном определяется погрешностью преобразователя 2 обратной связи. Когда требуется линейная функция преобразования сложного преобразователя силы в унифицированный электрический сигнал, в качестве преобразователя 2 применяется магнитоэлектрический преобразователь.
Извеспю, что он является наиболее точным электромеханическим обратным преобразователем с линейной функцией преобразования. В некоторых случаях, например для построения расходомеров с сужаюшими устройствами, требуется функция преобразования 1 = = (се/7,". В этом случае в качестве обратного применяется электромагнитный преобразователь.
При фиксированном перемещении якоря его функция преобразования имеет ввд Р =й Уз. ос ос Поскольку при равновесии подвижной части Е, = г, то ос' (4.161) т=/Т~,=к (4.162) 198 гдей=~,% ". Чувствительность преобразователя силы гсм. рис. 4.58) может в случае необходимости изменяться при настройке в некоторых пределах. Это изменение производится путем изменения передаточного отношения рычажного механизма посредством перемещения сюдвижной огюры 9 вдоль Г-образного рычага 2. Предел изменения входной силы Р мохов изменять от 5 до 50 Н. Для коррекции нулевого положения подвижной системы и для балансировки веса деталей и узлов, присоединенных к преобразователю, имеется регулировочная пружина 10.
Диапазон изменения выходного тока составляет Π— 5 или Π— 20 мА. Основная приведенная погрешность не превышает +0,4 или з0,6 %. Погрешность не выходит за пределы основной, если сопротивление линии связи мехщу преобразователем и нагрузкой не превышает 1 к0м, Включив в качестве сопротивления нагрузки резистор с номинальным значением 2 кОм или 500 0м, можно получить унифицированное значение выходного сигнала с предельным значением 10 В. На основе электросилового датчика, агрегатно подсоедиши к нему различные первичные модули, образуют датчики большого числа различных физических величин.
Наиболее широкий ряд образован различными датчиками давления или разрежения: датчиками абсолютного (барометрического) и избыточного давления, разности давлений. Джчики разности давлений могут использоваться для измерения напора жидкости или газа в трубах или тяги в дымоходах. В этом случае онн называются датчиками аяиоромцюв или тлголеров Перечисленные датчики имеют линейную функцию преобразования.
Датчики разности давления могут использоваться в расходомерах с сужаюшим устройством. В этом случае датчик разности давлений называется датчиком расходомера. Он имеет функцию преобразования (см. 5 4.3.3) (4.163) где й — коэффициент пропорциональности; р~ и рэ — давление до и после сужающего устроиства. Первичными измерительными преобразователями в перечисленной группе датчиков служат сильфоны или упругие манометрические трубки. Когда в них подается давление, они деформируются и развивают силу, воздействующую на рычаг 1. Эта сила компенсируется силой, раэвиваваемой электросиловым преобразователем.
Диапазоны измерения датчиков давления лежат в пределах от 400 Па до 10ь кПа, классы точности 0,6 и 1,0. На основе электросилового преобразователя разработан ряд буйковых уровнемеров. Прияли пиальная схема уровнемера типа уБ.Э приведена на рис. 4.59, где применены те же цифровые обозначения, что и на рис. 458. Буек 11 представляет собой цилиндр, погруженный в резервуар, уровень жидкости в котором нужно измерить.
Эффективный вес буйка зависит от уровня его погружения, поскольку на него действует вьпалкнвающая сила.жидкости. Эффективный вес буйка с помощью рычажной систаиы приводится к Т.образному рычагу 1 электРосилового преобразователя и уравновешивается им. Начальный вес подвижной системы уровнемера уравновешивается противовесом 12.
Коррекция нуля прибора осуществляется изменением натяга пружины 10. Диаметр буйка может изменяться от 140 до 6 мм, длина — от 0,04 до 16 м. 199 В уровнемерах этого типа верхний предел измерения уровня жидкости может изменяться от 0,02 до 16 м. Класс точности прибора с диапазоном измерения до 1 м составляет 1,0 илн 1,5. При большем пределе измерения он составляет 1,5. Датчики с электросиловыми преобразователями используются и для измерения температуры 1подобно манометрическим термометрам) .
В зоне, где необходимо измеризь температуру, помещается баллон с определенным газом илн жидкостью. Валлон с помощью капилляра соединяется с манометрическнм элементом датчика давления. При изменении температуры изменяется давление в баллоне, капилляре и в манометрическом элементе. Изменение давления вызывает изменение выходного тока электросилового преобразователи, Диапазон измерения таких манометрических приборов лежит в пределах от 0 — 25 до 0 — 300 'С. Имеются приборы с диапазоном от — 50 до +150 С.
Класс точности термометра может быть 1,0; 1,5'„2,5. Длина капилляра не превышает 2 5 м. дифференциально трансформаторные датчики. В датчиках рассматриваемого типа модуль, образующий унифицированный электрический сигнал, состоит из дифференциально-трансформаторного преобразователя и электронного блока. Структурная схема модуля приведенана рис.4.бО.
Входной величиной модуля является перемещение ферромагнитного якоря. 200 Рис. 4.60 Дифференциально-трансформаторный преобразователь 1 питается напряжением прямоугольной формы от электронного генератора 2. Нри достаточно большой ицауктивности обмоток преобразователя 1 и достаточно большой частоте питающего напряжения токи в обмотках изменяются линейно, а выходное напряжение дифференциально- трансформаторного датчика имеет форму, близкую к чрямоугольной.
Амплитудное значение напряжения пропорщюнальносмещенщох якоря относительно нулевого положения. В зависимости от знака смещения это напряжение может быть в фазе или в противофазе с питающим напряжением. Выходное напряжение преобразователя 1 подается на фазочувствительный выпрямитель 3. Это управляемый выпрямитель, причем полярность выпрямленного напряжения завипп от совпадении или несовпадения фаз входного напряжения Ц,„и управляющего 0т. Управляющее напряжение подается от генератора 2 и имеет постоянную фазу. Фаза входного напряжения изменяется на 180 ' при изменении знака смещения якоря. Напряжение на выходе фазочувствительного выпрямителя пропорционально смещению якоря и имеет полярность, зависящую от его направления. Зто напряжение усиливается усилителем 4 и преобразуется в унифицированный токовый сигнал 0 — 5 мА. Для увеличения стабильности усилитель имеет отрицательную обратную связь.
Изменением глубины обратной связи регулируется максимальное значение выходного тока. Все элементы схемы питаются от сети переменного тока через источник стабилизированного напряженна 5. На основе описанного датчика выпускается семейство датчиков давления н перепада давлении, аналогичное семейству датчиков давления и перепала давления с силовой компенсацией. Зависимость тока от измеряемой величины линейная.
Класс точности может быль от 0,6 до 1,5. Сопротивление линии связи может быль любым в пределах 2,5 кОм. Достоинством датчиков является большой срок службы, который составляет 10 лет. 201 ае Х Ги . 4.а Магнитомодуляционные датчики. Схема модуля с магнятомодуляционным преобразователем приведена на рнс. 4,61. Он состоит из магнятомолуляционного преобразователя (рис.
4.6!,а) и злектронного блока (рис. 4.61,б). Магннтомодуляционный преобразователь имеет две катушки, намотанные на кольцевые ферромапппные серциь ники, Соосно с катушками в соответствии со значением измеряемол величины перемешается постоянный магнит Л вЂ” Х Его леремещеняе вызывает изменение индукции в сердечниках катушек и, следовательно, индуктивности катушек, Например, при перемещении сердечника вправо ицпукция в катушке А уменьшается, а в катушке В возрастает. При зтом в соответствии с кривой намагничивания магнитная проницаемость сердечника катушки А возрастает, а у сердечника В падает. Это вы'зывает увеличение индуктивности катушки А и уменьшение ищуктивности катушки В. Катушки А и В включены в схему моста переменного тока с выпрямителем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
