Материал: 1832

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

При линейной статистической характеристике преобразующего элемента

ΚПЭ

XвыхПЭ

.

(3.2.3)

 

 

ХвхПЭ

 

Кодирующий элемент (КЭ) преобразует выходной сигнал ПЭ

СибАДИ

в информационный сигнал, удобный для восприятия последующими устройствами.

В больш нстве случаев на выходе ПЭ бывает непрерывный аналоговый с гнал, в то время как усилительно-преобразующее устройство (УПУ) спользует элемент с прерывистым (дискретным) сигналом (промежуточное реле, электромагнит). Поэтому КЭ преобразует аналоговый с гнал в дискретный (рис. 3.2.1).

Хвых КЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х0;

 

 

 

 

 

 

0при ХвхКЭ

1

 

 

 

 

ХвыхКЭ

Х

 

 

Х

 

.

 

 

 

 

1при

выхКЭ

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвх КЭ

 

 

 

 

 

 

0

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвых КЭ

 

1при ХвыхКЭ Х0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХвыхКЭ 0при Х0 ХвхКЭ Х0;

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Х0.

 

 

 

 

Х”0

 

 

 

 

1при ХвыхКЭ

 

 

 

 

 

 

 

Хвх КЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х’0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.2.1. Временные диаграммы кодирующего элемента

Классификация датчиков. Классификация датчиков может осуществляться по различным признакам.

По виду контакта: ٧ контактные;

81

٧ бесконтактные. По принципу действия:

параметрические;

генераторные;

комбинированные.

Параметрические датчики преобразуют изменение неэлектрической величины в изменение какого-либо параметра электрической цепи (напр мер, разрыв или короткое замыкание электрической цепи, изменен е акт вного сопротивления, индуктивности, взаимной ин-

СибАДИ

дуктивности, емкости).

Генераторные датчики под действием измеряемой величины сами генер руют электрическую энергию, поэтому для своей работы не требуют п тающего напряжения (например, термоэлектрические

датчики, фотогенераторы, тахогенераторы, вибродатчики).

Комб н рованные датчики – это датчики с промежуточным преобразован ем. Измеряемая величина первоначально преобразуется

в световой, звуковой

ли какой-либо иной сигнал, который в даль-

нейшем трансформ руется в электрический сигнал (фотоэлектриче-

ские, радиоактивные).

 

 

Статические

динамические характеристики

датчиков.

Статической характеристикой датчика называется зависимость уста-

новившегося значения выходной величины Хвых от соответствующего

установившегося значения входной величины Хвх.

 

Уравнение статической характеристики датчика имеет вид

 

Хвых=ƒ(Хвх).

(3.2.4)

Динамической характеристикой датчика называют зависимость

выходной величины Хвых от времени.

В общем случае динамическая характеристика описывается диф-

ференциальным уравнением связи

f [X

 

 

(t),..,X

 

 

2

. (3.2.5)

(t), X

(t), X

(t), X

(t), X

(t),..,t,t ...] 0

вых вых вых вх вх вх

Чувствительность, порог чувствительности, основная погрешность преобразования, динамический режим работы датчи-

ка. Для оценки работы датчиков в установившемся режиме используются понятия: чувствительность, порог чувствительности, вид статической характеристики, погрешность преобразования.

82

Чувствительность S – это отношение приращения выходной величины к приращению входной, когда последнее стремится к нулю:

 

 

 

 

 

 

 

S =

 

Хвых

.

(3.2.6)

 

 

 

 

Х

 

 

 

вх

Хвх 0

 

 

 

 

 

 

 

СибАДИ

Чувствительность характеризуется крутизной статической харак-

терист ки датч ка (р

с. 3.2.2) постоянна только в случае линейной

статической характер

стики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвых

 

 

 

 

 

 

Хвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвых2

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвых

Хвх

Хвых1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвх1

 

 

Хвх2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейная статическая

 

 

 

 

 

Нелинейная статическая

 

характеристика

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристика

 

Рис. 3.2.2. Статические характеристики датчиков

 

 

 

Порог чувствительности Хп – это наименьшее значение входной

величины, способное вызвать

 

изменение выходного сигнала

(рис. 3.2.3).

Хвых

Хвх

Хп

Рис. 3.2.3. Статическая характеристика: Хп – порог чувствительности

83

Желательно, чтобы Хп было как можно меньше.

Основная погрешность преобразования – это максимальная разность между фактическим значением выходного сигнала Хвых ф и его номинальным значением Хвых н, выраженная в процентах от разности предельных значений выходного сигнала Хвых max и Хвых min:

СибАДХвыхф Хвыхн 100%. И(3.2.7) Хвыхmax Xвыхmin

нам ческ й режим работы датчика характеризуется кривой динам ческого процесса, которая отражает характер изменения выходного с гнала в функции времени при скачкообразном изменении сигнала на входе (р с. 3.2.4).

Хвх

t

Хвых

t

t0

Рис. 3.2.4. Временные диаграммы динамического режима датчика

3.3. Сельсины

Сельсин – это миниатюрная электрическая машина, сходная с трехфазным синхронным генератором или двигателем.

Конструктивное исполнение сельсинов может быть различным. Обычно ротор имеет однофазную обмотку, а статор – трехфазную (три обмотки, расположенные в пространстве друг относительно друга под углом 120°).

84

Схема включения сельсинной пары в индикаторном режиме при-

ведена на рис. 3.3.1.

 

 

ельсины всегда работают в паре. Один из сельсинов называется

сельсином-датчиком СД, а другой – сельсином-приемником СП. Угол

поворота ротора СД преобразуется в электрический сигнал, который

передается по проводам (на любое расстояние) и воспринимается СП.

Поступивший сигнал преобразуется в такое же угловое перемещение

ротора

П. В с стемах автоматики сельсинные пары применяются в

двух основных реж мах: индикаторном и трансформаторном.

 

 

~110 В

 

 

 

СД

СП

 

 

Рис. 3.3.1. Индикаторный режим работы сельсинной пары

 

Роторы обоих сельсинов подключены к источнику переменного

тока, трехфазные статорные обмотки, включенные по схеме «звез-

да», соединены между собой.

 

 

Однофазный переменный ток ротора создает в магнитной цепи

каждого сельсина переменный магнитный поток, который индуциру-

ет в обмотках статора ЭДС. При одинаковых положениях роторов

СД

СП ЭДС в каждой фазе СД уравновешивается соответствующей

ЭДС СП. Поэтому ток в обмотках статора отсутствует. При повороте

ротора СД ЭДС в обмотках статора СД изменяются, в результате че-

го нарушается равновесие с ЭДС обмоток статора СП. Под действи-

СибАДИ

ем разности ЭДС в цепи статоров протекают уравнительные токи.

 

Взаимодействие этих токов с магнитным потоком создает на ва-

лах СД и СП синхронизирующий момент, стремящийся свести угол

рассогласования θ=αСД–αСП к нулю. Однако этот момент мал и прак-

тически достаточен лишь для перемещения стрелок или других ука-

зательных устройств, поэтому индикаторный режим применяется

обычно в системах контроля.

 

85

Источник: https://studfile.net/preview/16407889/