Совокупность устройств, при помощи которых решается какая-либо конкретная задача автоматического контроля, именуется совокупностью автоматического контроля.
Процесс автоматического контроля. Данный процесс складывается из двух этапов: 1) восприятие информации о внешних условиях и состоянии объекта и преобразование ее в вид, удобный для предстоящей обработки; 2) обнаружение в поступающей информации показателей контролируемого события, т. е. тех своеобразных особен-
ностей, каковые отличают данное событие от всех других, и формирование сигнала о наступлении этого события.
В совокупности автоматического контроля (рис. 35) происходит следующее преобразование поступающей измерительной информации. Датчик Д, установленный на объекте контроля ОK, принимает данные (к примеру, температуру в сушильной камере) и преобразует ее в удобный для предстоящего применения сигнал (к примеру, электрический либо пневматический). Данный сигнал по линии связи JIC поступает на вход усилительно-преобразовательного устройства УП, в котором он улучшается, а при необходимости — преобразуется в второй вид сигнала, удобный для ввода в последующий элемент совокупности автоматического контроля.
Измерительный преобразователь ИП помогает для преобразования взятого сигнала в перемещение указателя, показывая либо записывая итог измерения. Для обнаружения показателей контролируемого параметра (к примеру, температура выше либо ниже нормы) применяют элемент сравнения ЭС. На данный элемент подается настоящее значение контролируемого параметра и -значение этого параметра с задающего устройства ЗУ. При несовпадении настоящего и заданного значений параметра на выходе ЭС появляется сигнал об отклонении контролируемого параметра от нормы.
Виды автоматического контроля.По числу источников первичной информации (контролируемых параметров) выделяют: единичный (одноточечный), т. е. контроль лишь одного параметра и в одном месте; множественный (многоточечный), т. е. координированный контроль многих параметров технологического
процесса.
Множественный контроль возможно поделить на параллельный, последовательный и последовательно-параллельный. При параллельном контроле происходит постоянное и одновременное применение информации по всем каналам множественной совокупности автоматического контроля. При последовательном контроле производится поочередный сбор информации от каналов и источников множественной совокупности по заблаговременно заданной программе. Последовательно-параллельный контроль является сочетанием последовательного и параллельного передачи информации и способов сбора. Одна из форм для того чтобы контроля — обегающий непроизвольный контроль,
|
при котором источники информации (датчики) машинально переключаются на измерительный прибор для контроля в постоянной очередности ненадолго.
В зависимости от места размещения датчиков и усилительно-преобразующих устройств различают виды контроля: локальный (местный), т. е. в близи от технологического оборудования; дистанционный, т. е. на расстоянии, и телеметрический, характеризующийся тем, что в совокупности употребляются средства и методы, уменьшающие влияние помех на линии передачи сигналов.
Автоматические совокупности централизованного контроля. Их используют для контроля за работой сложных технологических процессов, имеющих много контролируемых параметров. К главным функциям централизованного контроля относят: 1) обнаружение отклонений контролируемых параметров от заданных значений с регистрацией и соответствующей сигнализацией этих отклонений; 2) измерение контролируемых параметров и представление результатов измерения в той либо другой форме по запросу оператора; 3) вычисление технико-экономических и других показателей, характеризующих технологические процессы; 4) регистрацию измеренных и вычисленных значений параметров с заданной периодичностью.
В таких совокупностях с датчиков посредством преобразователей контролируемые параметры преобразуются в стандартные унифицированные сигналы тока либо напряжения и вводятся в машину централизованного контроля. При применении этих автомобилей все сведения о контролируемом ходе сосредоточиваются в одном центре. Машина централизованного контроля обрабатывает данные о ходе технологического процесса и выдает ее оператору, что создаёт все нужные действия по восстановлению обычного режима технологического процесса.
§ 20. ВТОРИЧНЫЕ ПРИБОРЫ и ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ
У многих принимающих элементов выходная величина есть электрической. Наряду с этим не всегда допустимо измерить эту величину конкретно прибором. В этом случае перед измерением выходную величину датчика (к примеру, сопротивление, емкость и т. д.) приходится преобразовывать в второй вид электрической величины, удобный для измерения. Такое преобразование осуществляется разными измерительными схемами.
В автоматических устройствах громаднейшее распространение взяли мостовые и компенсационные измерительные схемы.
Мостовая измерительная схема. Эту схему используют в том случае, в то время, когда измеряемая величина преобразуется датчиком в трансформацию активного либо реактивного сопротивления. На рис. 36, а приведена мостовая измерительная схема. В одну диагональ моста включен источник постоянного напряжения, в другую — измерительный прибор.
Зависимость между сопротивлениями плеч моста, током источника и напряжением питания через измерительный прибор возможно выяснена посредством схемы замещения. Эту схему возможно легко составить, пользуясь теоремой об эквивалентном генераторе. В соответствии с данной теореме любую линейную электрическую цепь для определения тока в любой ее ветви (к примеру, диагонали аб рис. 36, а) возможно заменить эквивалентным генератором, ЭДС которого равна напряжению в данной ветви, в то время, когда ток в ней равен нулю, а внутреннее сопротивление равняется сопротивлению другой части цепи при условии, что все участки, на которых имеется ЭДС, замкнуты накоротко.
Рис. 36. Мостовые измерительные схемы: а — принципиальная схема; б — эквивалентная схема; в — непроизвольный мост
В нашем случае для определения тока I прибора схема замещения будет иметь вид, представленный на рис. 36, б. В соответствии с данной схеме возьмём:
I=Eэ/(rэ+Rи) (12)
|
| Подставляя Eэ и rэ в выражение (12), возьмём |
где Eэ и rэ — параметры эквивалентного генератора; Rи — сопротивление измерительного прибора.
Это неспециализированное выражение для тока измерительного прибора мостовой схемы. При, в то время, когда мостовая схема уравновешена, ток в измерительном приборе отсутствует, т. е. I = 0. Такое состояние схемы будет, как направляться из (13), при
R1R4 = R2RЗ. (14)
В случае, если одно из сопротивлений моста (к примеру, сопротивление R1, которое есть выходной величиной датчика) неизвестно, его возможно выяснить по вторым, известным сопротивлением в со-
стоянии равновесия схемы на основании условия (14): R1 = = R2 (R3/R4). Измерение сопротивлений при помощи мостовых измерительных схем отыскало широкое использование в технологическом контроле благодаря возможности автоматизации и высокой точности процесса уравновешивания схемы.
На рис. 36, в продемонстрирована схема автоматического моста, где соотношение между плечами может изменяться при помощи электромеханической следящей совокупности с реверсивным электродвигателем
Рис. 37. Измерительные схемы:
а — измерения ЭДС компенсационным способом; б — автоматического потенциометра; в — обобщенная схема вторичного прибора
РД, перемещающим движок реохорда R. На вход усилителя УС поступает сигнал разбаланса схемы с измерительной диагонали моста. Сигнал рассогласования по окончании усиления поступает на реверсивный двигатель, направление вращения которого зависит от символа рассогласования. Двигатель останавливается при достижении равновесия моста, т. е. в то время, когда ток в измерительной диагонали равен нулю.
Компенсационная измерительная схема. Компенсационный способ измерения основан на уравновешивании (компенсации) ЭДС датчика известным падением напряжения на калиброванном сопротивлении. Для иллюстрации этого способа измерения разглядим схему потенциометра (рис. 37, а), где Ех — измеряемая ЭДС (к примеру, термо-ЭДС термопары); Ен — ЭДС обычного элемента либо другого высокостабильного источника; Е — ЭДС рабочего источника питания; НП — гальванометр (нуль-прибор); Rн — примерное сопротивление для проверки величины рабочего тока I по обычному элементу; Rp — сопротивление реостата; R — сопротивление реохорда; П — тумблер работ «Контроль К — Измерение И».
Перед тем как приступить к работе нужно установить определенное значение рабочего тока I. Для этого тумблер П ставится
в положение К и сопротивление Rp изменяется , пока гальванометр НП не продемонстрирует отсутствие тока. Это состояние достигается при Ен = IRн. По окончании установки рабочего тока тумблер П переводится в положение И, по окончании чего перемещением движка реохорда нужно снова добиться отсутствия тока в гальвано-метре. В состоянии компенсации
EX = IR, (15)
где I—ранее установленное значение рабочего тока.
Из выражения (15) видно, что итог измерения определяется лишь положением движка реохорда, шкала которого может градуироваться в единицах Ех либо величины, функцией которой есть Ех.
Компенсационные измерительные схемы обширно используют в технологическом контроле в связи с возможностью автоматизации и высокой точностью измерения процесса уравновешивания схемы. На рис. 37, б продемонстрирована схема автоматического потенциометра, в которой для движения движка реохорда использована электромеханическая следящая совокупность, реагирующая на рассогласование U между измеряемой ЭДС Ех и компенсирующим напряжением на участке ба Uба Рассогласование U по окончании усиления подается на реверсивный двигатель РД, направление вращения которого зависит от символа рассогласования. Двигатель останавливается, в то время, когда Ех = Uба. Эта же следящая совокупность возможно использована при проверке рабочего тока. Для данной цели ко входу усилителя нужно подключить сопротивление и нормальный элемент Rн, а выходную ось реверсивного двигателя связать с движком регулировочного реостата.
Вторичные устройства.К ним относят устройства, принимающие сигнал от датчика и преобразующие его в перемещение указателя относительно шкалы. При необходимости они реализовывают запись значений контролируемой величины на особой диаграммной бумаге и сигнализацию при достижении контролируемой величиной установленных минимальных либо больших значений.
В качестве электрических вторичных устройств используют автоматические компенсаторы. Независимо от схемы датчика вторичный прибор складывается из следующих элементов (рис. 37, в): измерительной схемы ИС, электронного усилителя ЭУ, реверсивного двигателя РД и отсчетного устройства ОУ.
Непроизвольный компенсатор — это электромеханическое следящее устройство, которое усиливает измерительный сигнал электронным усилителем и, влияя на измерительную схему посредством реверсивного двигателя, приводит ее в новое состояние — состояние равновесия либо компенсации. Промышленность производит следующие компенсаторы: показывающие, с вращающейся шкалой, самопишущие, одноточечные и многоточечные.
Для типа компенсаторов и определения назначения приняты следующие обозначения: КП — компенсаторы с показывающей кру-
говой шкалой; KB — компенсаторы с вращающейся шкалой; КС — компенсаторы самопишущие с регистрацией измеряемой величины. Для указания параметра, измеряемого компенсатором, к первым двум буквам, значение которых дано выше, додают третью: М — для компенсатора, трудящихся с первичными преобразователями, каковые меняют собственный сопротивление; П — для компенсаторов, трудящихся с первичными преобразователями ЭДС; Д, Ф и У — для компенсаторов, трудящихся соответственно с дифференциально-трансформаторными, ферродинамическими и токовыми пре-образевателями. Так, прибор с обозначением КПП — это компенсатор показывающий для преобразователей, имеющих на выходе ЭДС (к примеру, термопара), а прибор КСМ — компенсатор самопишущий для преобразователей, каковые меняют собственный сопротивление (к примеру, термометр сопротивления).
§ 21. СИСТЕМЫ и ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ ПЕРЕДАЧИПОКАЗАНИЙ НА РАССТОЯНИЕ
При технологических измерениях часто бывает нужно передать сигнал информации о состоянии контролируемого параметра для обработки на вторичный прибор, удаленный от объекта контроля на некое расстояние. Передачу сигналов измерительной информации на расстояние реализовывают особые совокупности дистанционной передачи, складывающиеся из следующих главных элементов: 1) передающего преобразователя, находящегося под действием измеряемой величины; 2) линии связи, которая передает сигналы измерительной информации, вырабатываемые передающими преобразователями; 3) измерительного устройства, предназначенного чтобы получить сигнал измерительной информации в форме, удобной для восприятия наблюдателем либо предстоящего применения.
Совокупности дистанционной передачи и передающие преобразователи смогут быть подразделены на две многочисленные группы: совокупности с унифицированными сигналами и совокупности с неунифицированными, естественными сигналами.
В совокупностях дистанционной передачи с унифицированными сигналами сигнал измерительной информации, подаваемый в линию связи, приводится передающим преобразователем к уровню и виду, отвечающим требованиям ГСП. Для преобразования унифицированного сигнала в показание эти совокупности передачи содержат в качестве вторичных устройств разные измерительные устройства (показывающие, самопишущие и пр.).
Самый распространены в таких совокупностях унифицированные первичные преобразователи, трудящиеся на принципе перемещения и компенсации усилия.
Устройства со встроенными электросиловыми преобразователями.Они складываются из двух элементов: электросилового преобразователя и измерительного блока (рис. 38, а). В измерительном блоке измеряемый параметр (в этом случае давление) преобразуется во
входное упрочнение Р. В электросиловом преобразователе упрочнение Р преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока, пропорциональный текущему значению измеряемого параметра. Электросиловой преобразователь складывается из передаточных механизмов 1, 2, 3, блока обратной связи 8, усилителя и 4 индикатора рассогласования УС. Принцип действия преобразователя основан на электросиловой компенсации. В случае, если текущее значение измеряемого параметра не изменяется, то упрочнение Р, действующее на передаточный механизм, компенсируется упрочнением Ро. с со стороны
Рис. 38. Дистанционная передача показаний:
а _ совокупность передачи с электросиловым преобразователем; б — схема подключения вторичного прибора; в — совокупность с пневмосиловым преобразователем
блока обратной связи. Флажок 5 индикатора рассогласования 4 будет неподвижен, напряжение рассогласования U, поданное на вход усилителя УС, не изменится. Постоянный ток, текущий от усилителя УС к катушке 7 блока обратной связи и ко вторичному прибору, будет постоянным и пропорциональным текущему значению измеряемого параметра.
При трансформации текущего значения измеряемого параметра изменяется упрочнение Р. Так как компенсирующее упрочнение обратной связи Ро.с не изменилось, это ведет к перемещению рычагов 1 и 3, флажка 5 индикатора рассогласования 4. Перемещение флажка 5 приводит к изменению напряжения рассогласования на входе усилителя УС, что со своей стороны ведет к трансформации выходного сигнала тока и постоянного тока, протекающего через катушку 7. Изменение тока катушки 7 приводит к изменению компенсирующего упрочнения Ро.с благодаря трансформации силы сотрудничества между плунжером и магнитным полем катушки 6. Флажок 5 будет перемещаться , пока упрочнение Ро с обратной связи не уравновесит входное упрочнение Р. Так как входное упрочнение зависит от значения измеряемого параметра, то значение выходного сигнала постоянного тока будет пропорционально измеряемому параметру.
Все вторичные устройства, подключаемые к такому преобразователю через линию связи, возможно разбить на две группы: трудящиеся от унифицированного сигнала постоянного тока (милливольтметры и др.) и трудящиеся от сигнала постоянного напряжения (милливольтметры, потенциометры). Миллиамперметры подключают в разрыв электрической цепи (рис. 38, б) двухпроводной линии. Милливольтметры подключаются параллельно нагрузочному сопротивлению, включенному в электрическую цепь двухпроводной линии.
Пневмосиловые преобразователи.Принцип их действия основан на применении пневматической силовой компенсации. На рис. 38, в приведена схема для того чтобы устройства. Измеряемая величина воздействует на чувствительный элемент устройства и преобразуется в упрочнение Р. Это упрочнение через рычажные совокупности 1 и 4 уравновешивается упрочнением Ро. с, создаваемым сильфоном блока обратной связи 5. При трансформации измеряемой величины, а следовательно, и упрочнения Р происходит перемещение рычага / и связанной с ним заслонки 2 индикатора рассогласования 3 типа «сопло-заслонка», что преобразует это перемещение в сигнал измерительной информации в виде давления сжатого воздуха. Сигнал через пневмоусилитель УС поступает в линию связи и в один момент в сильфон обратной связи 5, где формируется в пропорциональное упрочнение Ро. с, уравновешивающее при помощи рычагов 1 и 4 входное упрочнение Р. Так, мерой измеряемого упрочнения Р есть величина давления воздуха на выходе преобразователя, которое формирует уравновешивающее упрочнение обратной связи Ро. с. Пределы трансформации выходного сигнала для того чтобы преобразователя 20—100 кПа.
В качестве вторичных устройств смогут быть использованы каждые устройства для измерения давления с соответствующим диапазоном измерения.
Ферродинамические преобразователи.Эти устройства нашли широкое распространение как передающие преобразователи в совокупностях передачи показаний. Они предназначены для преобразования угловых перемещений в пропорциональные унифицированные электрические сигналы переменного тока. Ферродинамический преобразователь (рис. 39, а) имеет три узла: магнитную совокупность 1, 2, 3, 6 и 7, рамку 8 и катушку 5 с обмоткой. Рамка 5 соединена с чувствительным элементом первичного прибора. Она может поворачиваться в подпятниках, укрепленных в сердечнике 3. Финиши обмотки рамки соединены с клеммами через спиральные пружины. Угол поворота а рамки по отношению к нейтрали N—N зависит от значения контролируемого параметра. Магнитная совокупность преобразователя образована магнитопроводом 1, башмаком 2, плунжером 3 и сердечником 7. В одном из окон магнитопровода размещена катушка 8 с обмоткой возбуждения WВ и обмоткой смещения Wсм.
При питании обмотки возбуждения переменным током в магни-топроводе появляется магнитный поток, индуцирующий ЭДС в обмотке рамки и в обмотке смещения. Величина магнитного потока
зависит от зазора между подвижным 2 плунжером и башмаком 7. Трансформацией этого зазора (перемещением плунжера 7) возможно изменять величину магнитного потока, а следовательно, и ЭДС рамки и обмотки смещения.
Рис. 39. Совокупность дистанционной передачи показаний:
а — ферродинамический преобразователь; б — его характеристики; в — совокупность передачи
показаний
В воздушном зазоре 4, где расположена рамка, создается радиальный магнитный поток. В то время, когда плоскость рамки сходится с линией нейтрального положения направляться—N, магнитный поток не пересекает рамку, и ЭДС, индуцируемая в ней, равна нулю. В то время, когда рамка отклоняется от линии N—N, в ней индуцируется ЭДС, прямо пропорциональная углу ее поворота. Фаза данной ЭДС изменяется на 180° при повороте рамки в ту либо иную сторону от нейтрали. На рис. 39, б приведены характеристики, показывающие зависимость значения ЭДС в рамке от угла поворота рамки. Подключая финиши обмотки смещения к обмотке рамки, возможно взять нулевое значение суммарной ЭДС при крайнем положении рамки.
|
Принцип действия ферродинамической совокупности передачи показаний основан на компенсации перемещения. Ферродинамиче-ская совокупность (рис. 39, в) складывается из передающего преобразователя ПФ1 первичного прибора, элементов и линии связи вторичного прибора: преобразователя ПФ2, усилителя УС и реверсивного двигателя РД. Рамка передающего преобразователя ПФ1 механически связана с чувствительным элементом первичного прибора, и следовательно, угол ее поворота и ЭДС е1 пропорциональны контролируемому параметру. Рамка преобразователя ПФ2 механически связана с осью двигателя РД.
Рамки преобразователей соединены последовательно так, что развиваемые ими ЭДС направлены навстречу друг другу, т. е. на вход усилителя УС подается разность ЭДС обоих преобразователей: U= е1—е2.
При однообразном положении рамок преобразователей ( 1 = 2) первичного и вторичного устройств ЭДС е1 и е2 равны между собой, и напряжение, подаваемое на вход усилителя, U= 0. При трансформации значения контролируемого параметра рамка первичного прибора изменяет собственный положение и е1 е2. На вход усилителя будет подано напряжение U= е1—е2, не равное нулю. фаза и Амплитуда напряжения Uзависят от угла поворота рамки передающего преобразователя. Напряжение AU, усиленное усилителем УС, приводит во вращение двигатель РД, что поворачивает рамку преобразователя ПФ2 и стрелку измерительного прибора. Поворот рамки ПФ2 приводит к изменению ЭДС е2. стрелка и Рамка будут поворачиваться , пока е2 не станет равной е1, т. е. U= 0.
Так, каждому положению рамки преобразователя первичного прибора соответствует в полной мере определенное положение рамки преобразователя вторичного прибора, а следовательно, и положение стрелки относительно шкалы прибора.
В качестве совокупностей передачи показаний с естественными сигналами громаднейшее распространение взяли дифференциально-трансформаторные, реостатные совокупности. В таких совокупностях сигналы измерительной информации не приводятся к унифицированному (нормализованному) виду. Не обращая внимания на то, что применение естественных сигналов менее комфортно, чем унифицированных, эти совокупности передач показаний распространены достаточно обширно. Во многих случаях, к примеру, при ответе локальных задач — измерении температуры, давления и т. д.— они оказываются несложнее и дешевле, чем совокупности с унифицированными преобразователями, поскольку к ним не предъявляют твёрдых требований работы в едином комплексе с другими приборами и устройствами.
Работа дифференциально-трансформаторной совокупности передачи показаний (рис. 40, а) основана на принципе компенсации разности напряжений в обмотках первичного и вторичного устройств. С трансформацией измеряемого параметра изменяется положение чувствительного элемента 1 и перемещается сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя. Благодаря трансформации взаи-
моиндукции между первичной обмоткой возбуждения и двумя вторичными обмотками, включенными навстречу друг другу, перемещение сердечника первичного прибора преобразуется в напряжение. Дифференциальное воздействие катушки содержится в том, что перемещение сердечника в определенном направлении приводит к соответствующему изменению напряжения в одной из вторичных обмоток и обратное ему — в второй.
В совокупность передач входят два однообразных дифференциально — трансформаторных преобразователя, усилитель реверсивный двигатель и УС РД, приводящий в перемещение посредством профильного кулачка К сердечник преобразователя вторичного прибора. С выходным валом двигателя РД сочленена стрелка отсчетного устройства вторичного прибора. Первичные обмотки преобразователей соединены последовательно, и к ним подводится переменное напряжение. Их вторичные обмотки соединены так, что снятые с них напряжения
U1 = (е1—е2) и U2= (е3—е4)
находятся в противофазе, и
‘исходя из этого результирующее напряжение, поданное на вход усилителя УС, будет равняется U = U1—U2. В случае, если сердечники преобразователей находятся в однообразных положениях, то напряжения U1 и U2 равны, т. е. U = 0.
При трансформации контролируемого параметра перемещается сердечник преобразователя первичного прибора. При рассогласованных положениях сердечников преобразователей первичного и вторичного устройств напряжения, индуктируемые во вторичных обмотках, не равны, и на вход усилителя УС будет подаваться напряжение АСУ. фаза и Амплитуда этого напряжения зависят от перемещения сердечника преобразователя первичного прибора.
Напряжение U = U1—U2, усиленное усилителем УС, приводит во вращение двигатель РД, что перемещает стрелку, а посредством кулачка — сердечник преобразователя вторичного прибора. Направление перемещения стрелки и сердечника будет зависеть от фазы напряжения, поданного на вход усилителя. Пе-
ремещение сердечника ведет к трансформации напряжения U2 = = е3—е4. Сердечник будет перемещаться до момента согласования положений сердечников в катушках первичного и вторичного устройств. При согласованном положении сердечников снова наступает равенство напряжений U1 и U2, и напряжение, поданное на вход усилителя, снова делается равным нулю, а перемещение сердечника преобразователя вторичного прибора заканчивается. Так, каждому положению сердечника вторичного прибора, определенному значением измеряемой величины, соответствует определенное положение сердечника преобразователя вторичного прибора, а следовательно, и положение стрелки относительно шкалы прибора.
Главным элементом реостатной совокупности дистанционной передачи есть реостатный передающий преобразователь (рис. 40, б). Данный преобразователь преобразует линейное перемещение в пропорциональное трансформацию электрического сопротивления. Он складывается из проволочного сопротивления R (реохорда) с подвижным контактом 1. Сопротивление реохорда пропорционально его длине. При дистанционной передаче показаний реохорд встраивают в первичный прибор. Чувствительным элементом первичного прибора есть мембрана 3, соединенная при помощи штока 2 с подвижным контактом 1. Вторичный прибор (амперметр) соединяется проводами с реостатным преобразователем. При трансформации контролируемой величины (давление Р) мембрана деформируется и приводит к перемещению подвижного 2 контакта и штока 1. При перемещении контакта 1 изменяется сопротивление R, а следовательно, и величина тока в цепи I = E/R.
При постоянном значении напряжения питания Е и сопротивлении проводов линии связи величина R зависит лишь от сопротивления реостатного преобразователя. Так как сопротивление R пропорционально давлению, измеряемому первичным прибором, то отклонение стрелки амперметра кроме этого пропорционально давлению Р. Исходя из этого стрелка вторичного прибора при калибровке его в единицах давления продемонстрирует давление, измеряемое вторичным прибором.
При автоматизации производственных процессов применяют электрические, пневматические и гидравлические автоматические устройства. Для их совместной работы нужно преобразовывать сигналы одного вида (одной физической природы) в пропорциональные сигналы другого вида. Это реализовывают особые преобразователи. Ниже рассмотрены самый распространенные из них.
Электропневматические преобразователи. Эти устройства предназначены для преобразования постоянного сигнала постоянного тока в диапазоне 0 5 мА в пневматический сигнал, изменяющийся от 20 до 100 кПа.
Принципиальная схема электропневматического преобразователя типа ЭПП-63 приведена на рис. 41, а. В установившемся режиме постоянный ток входного сигнала проходит по катушке 2,
укрепленной на главном рычаге 3, и формирует при сотрудничестве с магнитным полем постоянного магнита 1 втягивающее упрочнение, которое уравновешивается упрочнением, создаваемым сильфоном обратной связи 6. При трансформации тока равновесие рычажной совокупности нарушается, рычаги 3 и 5, соединенные эластичной тягой 4, поворачиваются около ленточных шарниров и величина зазора между соп-лом 9 и заслонкой 10, укрепленной на главном рычаге 3, изме-
Рис. 41. Преобразователи: электропневматический (а), пневмоэлектриче-
ский (б)
няется. Это перемещение приводит к изменению давления воздуха, подаваемого от источника питания в камеру Пк, в междроссельной камере Мк пневмоусилителя и ведет к нарушению равновесия дифференциальной мембраны 8, связанной со штоком тарельчатого клапана 7. Шток изменяет степень открытия клапана, что приводит к изменению давления в камере выхода Вк и сильфоне обратной связи 6. В следствии перемещения дна сильфона упрочнение обратной связи противодействует предстоящему перемещению заслонки до момента полного статического уравновешивания рычажной совокупности 3, 4, 5.
Преобразователь имеет совокупность термокомпенсации, складывающуюся из бронзового шунта Rш и дополнительного манганинового сопротивления RД. Главная погрешность для того чтобы преобразователя ±1 % от диапазона трансформации входного сигнала, порог чувствительности 0,1 %, постоянная времени при длине пневматической линии 300 м и диаметре 6 мм — 25—30 с.
Пневмоэлектрические преобразователи предназначены для постоянного преобразования пневматического сигнала в пропорциональный электрический сигнал постоянного либо переменного
тока. Входным знаком преобразователей есть давление сжатого воздуха в диапазоне 20 100 кПа, а выходным — унифицированный сигнал постоянного либо переменного тока.
На рис. 41, б приведена схема пневмоэлектрического преобразователя типа ППЭ-6. Преобразователь складывается из двух главных элементов: измерительного блока 1, принимающего входной пневматический сигнал Рвх, и дифференциально-трансформаторного преобразователя 6, преобразующего входное давление Рвх в электрический выходной сигнал. В измерительном блоке в качестве упругого чувствительного элемента использован сильфон 2, снабженный винтовой пружиной 10. Пружина нижним финишем закреплена во втулке 13, а верхним — во втулке 9, в один момент служащей для регулирования и центрирования пружины. С дном сильфона связан шток 12, верхний финиш которого соединен с рычагом 8. Осью рычага есть упругий шарнир 3. При повороте рычага перемещается ролик 4, что закреплен на скобе 7, соединенной со штоком сердечника 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя. Для уменьшения температурной погрешности шток сильфона снабжен биметаллическим компенсатором 11.
Пневматический сигнал измерительной информации Рвх подводится к пневмоэлектрическому преобразователю через штуцер в герметически закрытый кожухом измерительный блок 1. Под действием давления сильфон сжимается, что приводит к пропорциональному перемещению штоков, а следовательно, и сердечника дифференциально-трансформаторного преобразователя.
Главная погрешность преобразователя ППЭ-6, выраженная в процентах от большого хода сердечника, не превышает ±1 %. Большое значение хода сердечника — 5 мм.
Непроизвольный УЧЕТ СЫРЬЯ
Сырьем для деревообрабатывающих фирм помогают в основном круглые лесоматериалы. Рентабельность производства сильно зависит от верного и экономного расходования древесного сырья. Исходя из этого среди производственных операций особенное место занимают операции, которые связаны с учетом круглых лесоматериалов, каковые требуют громаднейших трудозатрат.
Сущность операций определения количеств круглых лесоматериалов содержится в их обмере: измерении длин и диаметров, вычислении их количества с последующим суммированием количеств отдельных сортиментов. Громаднейшее распространение в данной области взяли совокупности учёта сырья и автоматического измерения, выстроенные на базе вычислительной техники.
На рис. 42, а продемонстрирована автоматическая совокупность учета круглых лесоматериалов. Главными ее элементами являются измерители / длин и 2 диаметров сортиментов.
Измеритель диаметров. Схема этого прибора приведена на рис. 42, б. Он содержит источник света ИС, оптическую совокупность,
складывающуюся из параболического рефлектора 3, фотоприемника 2 и зеркала ФП. В качестве источника света в большинстве случаев применяют люминесцентные лампы, дающие параллельный пучок света. Измерительный объект, к примеру сортимент 1 диаметром d, перемещается на траверсе продольного конвейера. Сортимент 1 на изме-
Рис. 42. Автоматическая совокупность учета сырья:
a — блок-схема совокупности; б — измеритель диаметров; в — измеритель длины