Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
Посмотреть оригинал

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ. ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

В условиях сельскохозяйственного производства наиболее часто при эксплуатации электрифицированных машин и механизмов приходится контролировать значения следующих электрических величин: напряжения, силы тока, энергии и сопротивления.

Измерение напряжения и силы тока. Напряжение измеряют вольтметрами (рис. 2.1). Вольтметр подключают параллельно электроприемнику RHi на зажимах которого нужно измерить напряжение. Для расширения пределов измерения вольтметров применяют добавочные сопротивления Лд, включаемые последовательно с вольтметрами, и трансформаторы напряжения Т.

Для измерения силы тока в цепях переменного тока применяют амперметры электромагнитной системы. Если измеряемая сила тока не превышает допустимой для данного амперметра, то его включают в цепь последовательно с электроприемником. В тех случаях, когда сила тока превышает допустимое для данного амперметра значение, применяют шунты или трансформаторы тока. Шунты используют при измерениях в цепях постоянного тока, а трансформаторы тока — в цепях переменного тока.

Трансформатор тока (рис. 2.2) состоит из замкнутого (броневого или стержневого) магнитопровода, набранного из листов электротех-

Способы измерения напряжения вольтметрами, включенными

Рис. 2.1. Способы измерения напряжения вольтметрами, включенными:

PV1 — непосредственно; PV2 — через добавочное сопротивление; PV3 — через измерительный трансформатор напряжения

Трансформатор тока

Рис. 2.2. Трансформатор тока

нической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку (зажимы Л и Л2) включают в цепь последовательно с нагрузкой, а вторичную (зажимы И1 и И2) подключают к измерительным приборам: амперметрам, токовым катушкам ваттметров и счетчиков.

Работает трансформатор тока следующим образом. Переменный ток силой 1 , проходя по первичной обмотке, создает в магнитопро- воде переменный магнитный поток, который пересекает витки вторичной обмотки, наводя в ней электродвижущую силу (ЭДС). Под действием этой ЭДС во вторичной цепи появляется электрический ток, сила которого /2. Значение силы тока /2можно вычислить, используя коэффициент трансформации трансформатора тока:

где н>|, и>2 — соответственно число витков первичной и вторичной обмоток.

Отношение сил первичного и вторичного токов указывают в паспорте (на щитке) трансформатора тока.

Первичную обмотку трансформатора тока выполняют обычно из провода большого сечения, соответствующего силе тока нагрузки, вторичную — из провода сечением, рассчитанным на силу тока 5 А.

Кроме расширения пределов измерения трансформаторы тока предохраняют обслуживающий персонал от высокого напряжения при измерениях силы тока в электроустановках напряжением выше 1000 В.

При эксплуатации трансформаторов тока выводы вторичной обмотки нельзя оставлять разомкнутыми, так как при этом магнитный поток в сердечнике может возрасти в десятки и сотни раз и ЭДС во вторичной обмотке увеличится до значений, опасных для обслуживающего персонала и приборов.

Для измерения силы тока в электроустановках напряжением до 1000 В без разрыва цепи применяют трансформаторы тока, выполненные в виде токоизмерительных клещей.

Измерение количества электрической энергии. Для измерения количества электрической энергии применяют счетчики: постоянного тока, однофазного переменного тока (типа СО), активной энергии трехфазные (трех- и четырехпроводные — соответственно САЗ и СА4), реактивной энергии трехфазные (трех- и четырехпроводные — СРЗ и СР4).

Устройство и схема включения в сеть однофазного индукционного счетчика показаны на рисунке 2.3. В зазоре между магнитопроводами обмотки напряжения 7 и токовой обмотки 10 размещен подвижный алюминиевый диск 8, насаженный на ось б, установленную в пружинящем подпятнике 9 и верхней опоре 3. С помощью червячного редуктора 4 вращение диска 8 передается счетному механизму 5. Токовая обмотка 77, включаемая последовательно с электроприемником, состоит из малого числа витков толстого провода (соответственно но-

Однофазный индукционный счетчик

Рис. 2.3. Однофазный индукционный счетчик:

I — магнитопровод 'обмотки напряжения; 2 — обмотка напряжения; 3 — верхняя опора; 4 — червячный редуктор; 5 — счетный механизм; 6 — ось; 7— постоянный магнит; 8 — диск; 9— подпятн ик; 10— магнитопровод токовой обмотки; // — токовая обмотка

минальной силе тока счетчика — обычно 5 А). Обмотка напряжения 2, включаемая параллельно электроприемнику, состоит из большого числа (8000... 12 000) витков, намотанных тонким медным изолированным проводом диаметром 0,08...0,12 мм.

Когда, по токовой обмотке протекает ток нагрузки (обмотка напряжения включена на сетевое напряжение), в магнитопроводах появляются переменные магнитные потоки, создаваемые соответственно обмоткой напряжения Фи и обмоткой тока Фу, замыкающиеся через алюминиевый диск 8. Причем поток Ф/ пронизывает диск дважды (+Ф/ и -Фу). Переменные магнитные потоки Фу, +Фу и -Фу создают бегущее магнитное поле, которое индуктирует в диске вихревые токи к заставляет его вращаться.

Край алюминиевого диска 8 расположен между полюсами постоянного подковообразного магнита 7. При вращении алюминиевый диск пересекает силовые линии постоянного магнита, а в диске индуктируются вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным потоком от постоянного магнита, создают тормозной момент. Этот момент останавливает диск счетчика при отсутствии нагрузки.

Крайний (правый) ролик счетного механизма связан через редуктор 4 с диском счетчика и при его вращении также вращается. При полном обороте первого ролика второй поворачивается на 1/10 часть его оборота. Полный оборот второго ролика вызывает поворот третьего ролика на 1/10 часть его полного оборота и т. д. На торцах роликов нанесены цифры от 0 до 9. Сочетание цифр отсчитывают через застекленное окошко. Чтобы определить количество электрической энергии, израсходованной электроприемником за какой-то промежуток времени, необходимо из показаний сч'етчика, соответствующих моменту окончания измерений, вычесть показания, соответствующие началу измерений.

Для измерения количества электрической энергии, потребляемой трехфазными электроприемниками, применяют трехфазные счетчики. Трехфазные счетчики изготовляют двух- и трехэлементными. Вращающие моменты, развиваемые каждым ил элементов, создают общий вращающий момент, пропорциональный количеству потребляемой энергии трехфазного тока. Под действием этого момента вращаются алюминиевые диски счетчика, связанные со счетным механизмом.

Счетчик электрической энергии фиксирует число оборотов, которое совершает диск при прохождении через счетчик одного киловатт-часа электроэнергии. Эту величину указывают на лицевой стороне счетчика (например, 1 кВт • ч = 2500 оборотов диска). Здесь же проставляют номинальные значения напряжения, силы и частоты тока, а также класса точности.

Для расширения пределов измерения счетчиков, так же как и в случае амперметров, применяют трансформаторы тока ТА (рис. 2.4). При включении счетчика PJ в сеть через трансформатор' тока количество израсходованной электроэнергии

где W и — показания счетчика (начало и конец измерений); Kj— коэффициент трансформации трансформатора тока.

Плата за электрическую энергию, отпускаемую на производственные нужды сельскохозяйственным предприятиям, непосредственно производящим продукцию, берется по одноставочному тарифу. При расчете по одноставочному тарифу потребитель оплачивает только стоимость активной энергии, учтенной счетчиком.

Электрическая энергия, отпускаемая на коммунально-бытовые и другие непроизводственные нужды, оплачивается по повышенным тарифам. Эти потребители разделены на несколько групп. Для каждой группы установлены соответствующие тарифы в зависимости от того, к какой энергосистеме присоединена эта группа.

Часть предприятий, расположенных в сельской местности, оплачивает электроэнергию по двухставочному тарифу, который состоит из основной и дополнительной ставок. Основная ставка предусматривает годовую оплату за каждый киловольт-ампер установленной мощности силовых установок напряжением до 1000 В, если суммарная присоединенная мощность не менее 100 кВ • А. Дополнительная ставка предусматривает плату за 1 кВт#ч активной энергии, учтенной счетчиком.

Схема включения однофазного счстчи- Рис. 2.5. Схемы измерения сопротивлений

Рис. 2.4. Схема включения однофазного счстчи- Рис. 2.5. Схемы измерения сопротивлений: каР/в сеть с помощью трансформатора тока ТА: а — малых (до 1 Ом); б— средних (от 1 до ИУ, И2,Л1, JJ2— зажимы; EL — лампы 10 кОм)

При двухставочном тарифе применяют также шкалу скидок и надбавок к тарифу в зависимости от значения cos ф или степени компенсации реактивной мощности. Расчеты за использованную электрическую энергию хозяйства проводят через организации Энергосбыта.

Измерение сопротивлений. Для измерения малых сопротивлений (до 1 Ом) можно пользоваться амперметром и вольтметром, включенными по схеме, показанной на рисунке 2.5, а. При измерении средних сопротивлений (от 1 до 10 кОм) применяют схему, изображенную на рисунке 2.5, б.

Для измерения больших сопротивлений, например сопротивления изоляции электрического оборудования и аппаратов, используют мегаомметр (рис. 2.6). Он состоит из генератора постоянного тока G, рассчитанного на напряжение 500 или 1000 В, с ручным приводом, и измерительного механизма (магнитоэлектрического логометра), заключенных в пластмассовый брызгонепроницаемый корпус.

Неподвижная часть логометра — постоянный магните полюсными наконечниками и сердечником из мягкой стали. Подвижная часть состоит из двух жестко скрепленных между собой (под углом) рамок, на-

Мегаоммстр

Рис. 2.6. Мегаоммстр

саженных на общую ось со стрелкой. На рабочей (токовой) рамке ло- гометра имеется небольшое число витков изолированного провода сравнительно большого сечения. Эту рамку включают последовательно с генератором и измеряемым сопротивлением Rx. Вторая (противодействующая) рамка имеет большое число витков тонкого изолированного провода. Включают ее параллельно генератору. Электрический ток подводится к рамкам при помощи безмоментных пружин, поэтому стрелка при неработающем мегаомметре может находиться в произвольном положении.

Взаимодействие токов, протекающих по обмоткам рамок, с полем магнита создает два вращающих момента, пропорциональных силам протекающих токов. Суммарный вращающий момент отклоняет подвижную часть логометра и связанную с ней указательную стрелку на угол, пропорциональный значению сопротивления изоляции обследуемого прибора. Внутри мегаомметра расположены добавочные сопротивления Rd, Rffi и Rfi, которые используются при наладке мегаомметра.

Особенность работы логометра в том, что его показания не зависят от напряжения, вырабатываемого генератором, который приводится в действие от руки.

Шкала мегаомметра имеет две части, проградуированные в мегао- мах (MQ) и килоомах (kQ). Показания мегаомметра снимают во время вращения ручки генератора. Для переключения с одного предела измерения на другой служит специальный переключатель SA. В тех случаях, когда необходимо исключить возможные погрешности от токов >течки и шунтирующего влияния сопротивления изоляции, используют мегаомметр с зажимами: Л (линия), 3 (земля) и Э (экран).

Измерение давления. На современных сельскохозяйственных предприятиях применяются приборы для измерения давления: напорометры, тягометры, тягонапорометры, обычные и самопишущие манометры.

Приборы для измерения давления имеют чувствительный элемент — измерительный преобразователь. Чувствительные элементы приборов для измерения давления могут служить измерительными преобразователями не только в манометрах, вакуумметрах, но и в расходомерах, уровнемерах, манометрических термометрах и других приборах. Приборы для измерения давления различают в зависимости от типов измерительных преобразователей давления (датчики давления), которые описаны в подразделе 2.2. Наиболее распространены жидкостные манометры, в которых измеряемое давление уравновешивается давлением столба затворной (рабочей) жидкости. Измеряют разность уровней этой жидкости в двух сообщающихся сосудах (плюсовом и минусовом), в которые подают измеряемые давления. Разность давлений в сосудах

где у — удельный вес, Н/м3; АН — разность уровней, м; р — плотность рабочей жидкости, кг/м3; g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения.

По устройству жидкостные манометры разделяют на двухтрубные (U-образные), однотрубные (чашечные), колокольные, кольцевые и поплавковые. Наиболее распространены поплавковые манометры, у которых уровень рабочей жидкости (ртуть, масло) измеряют поплавком, имеющим кинематическую или электрическую дистанционную передачу. Жидкостными манометрами обычно измеряют разность давлений, это дифференциальные манометры приборов или дифма- нометры.

Конструкция дифманометров не рассчитана на работу в условиях вибрации и тряски. Приборы нельзя применять в тех случаях, когда измеряемая или окружающая среда сильно токсична, чрезмерно загрязнена или влажная. Дифманометры с электрической дистанционной передачей нельзя устанавливать во взрывоопасных помещениях.

При монтаже и наладке дифманометров следует тщательно соблюдать правила их установки и включения в работу. Нарушение правил монтажа может внести большие погрешности в показания дифма- нометра.

Поршневые манометры применяют в качестве образцовых приборов для проверки технических манометров или как чувствительные элементы реле давления.

В пружинных манометрах измеряемое давление уравновешивается силой упругой деформации мембраны, сильфона, одновитковой (трубка Бурдона) или многовитковой (спиральной) трубчатой пружины. Основные виды погрешностей манометров этой группы: температурная и вызванная усталостью показаний упругого элемента. В эксплуатации точность показаний пружинных манометров снижается из-за вибрации и резких изменений нагрузки, вызывающих остаточную деформацию упругих элементов, износа передаточного механизма и увеличения зазоров в шарнирных соединениях.

Измерение расхода жидкостей и газов. Применяют следующие приборы: скоростные и объемные счетчики; расходомеры переменного и постоянного перепада; расходомеры переменного уровня; напорные трубки; электрические, тепловые, ультразвуковые и некоторые другие расходомеры. Для измерения массового расхода жидких, газообразных и сыпучих (кусковых) веществ применяют автоматические весы и дозаторы, а также некоторые другие приборы, основанные на пересчете измеренного объема в массу с учетом плотности вещества.

При монтаже и наладке скоростных и объемных счетчиков необходимо соблюдать следующие требования: направление потока измеряемой среды должно соответствовать направлению стрелки на корпусе прибора; положение прибора и трубопровода должно соответствовать инструкции завода-изготовителя; перед счетчиком должны быть установлены указанные в инструкции фильтры, газо- и влагоот- делители; должны быть выдержаны требования завода-изготовителя относительно температуры и влажности окружающего прибор воздуха, максимальной температуры измеряемой среды, отсутствия ударов, вибрации и другие условия нормальной эксплуатации прибора.

Автоматизация различных технологических процессов и операций возможна только при наличии необходимой информации о значениях величин, характеризующих протекание этих процессов и операций. Для этого используют разнообразные электрические и неэлектрические измерительные преобразователи (датчики), которые измеряют заданные параметры технологических режимов и операций и передают информацию к следующим элементам системы (усилителям) — вторичным приборам.

Физическая природа регулируемых параметров разнообразна, вследствие этого различны и принципы действия датчиков. Однако в большинстве случаев на выходе датчика получаются либо механические параметры (сила, перемещение), либо электрические (напряжение, сила тока, сопротивление, емкость, индуктивность, сдвиг фаз и др.).

Практически любую величину независимо от ее физической природы можно преобразовать в электрический сигнал, поэтому при автоматизации производственных процессов наиболее распространены электрические датчики — измерительные устройства, преобразующие неэлектрические величины в электрические. Электрические датчики наиболее просты и дешевы.

Рассмотрим устройство и принципы действия наиболее распространенных датчиков и усилителей.

Потенциометрические датчики, или датчики сопротивления. Преобразуют угловое а (рис. 2.7, а) или линейное х (рис. 2.7, б) перемещения в постоянный или переменный ток.

При перемещении подвижного контакта, который контролирует угловое перемещение а (см. рис. 2.7, а) изменяется электрическое сопротивление R.

При перемещении подвижного контакта (см. рис. 2.7, б), который контролирует линейное перемещение х> изменяется соотношение сопротивлений R и R2, что влияет на ток силой /2, проходящий через сопротивление нагрузки RH.

Потенциометрические датчики

Рис. 2.7. Потенциометрические датчики:

а — углового перемещения; б — линейного перемещения; в —с отводом от средней точки (реверсивный)

Различают однотактный (нереверсивный) датчик и двухтактный (реверсивный). В реверсивном датчике (рис. 2.7, в) полярность сигна- ла ?/вых изменяется на противоположную по сравнению с входным сигналом ?/вх в зависимости от размера линейного перемещения а измерительного органа.

Те нзометрический датчик (а) и его характеристика (б)

Рис. 2.8. Те нзометрический датчик (а) и его характеристика (б)

Тензометрические датчики, или тензосопротивления. Предназначены главным образом для измерения деформаций и механических напряжений, обусловленных этими деформациями. Они представляют собой тонкую (диаметром 0,02...0,4 мм) зигзагообразно уложенную и обклеенную с двух сторон тонкой папиросной бумагой 1 (рис. 2.8) проволоку 2, изготовленную из материала высокого удел ьного сопротивления. Тензосопротивление приклеивают прочным клеем к поверхности испытуемой детали так, чтобы направление ожидаемой деформации совпадало с длинной стороной петель проволоки. При деформации детали проволока воспринимает эти деформации и изменяются ее длина и диаметр. Сопротивление проволоки R, являющееся функцией деформации детали /, изменяется. Зная зависимость R =jP) (тарировочная кривая, определяемая опытным путем), определяют по ней усилие Ру которое может меняться в широких пределах.

Датчики температуры. В устройствах регулирования температуры применяют стеклянные контактные термометры, биметаллические, манометрические, термоэлектрические, проволочные и полупроводниковые датчики, термометры сопротивлений и др.

Контактный ртутный термометр (рис. 2.9)имеет два электрода, один из которых 2 впаян в капилляр 1 со ртутью, а другой 3> выполненный из тонкой вольфрамовой проволоки, можно устанавливать на заданную температуру с помощью магнитно-поворотного устройства 4. Подвижный электрод прикреплен внутри термометра к гайке, способной перемещаться по винту. Головку винта, расположенную внутри термометра, при настройке термометра вращают магнитно-поворотным устройством 4. Для соединения внешних проводов служат специальные зажимы, расположенные в верхней части термометра под пластмассовым колпачком.

При достижении заданной температуры ртутный столбик замыкает промежуток между электродами, Рис 29 создается электрическая цепь, и в схему автоматики контактаый поступает электрический сигнал, вызывающий термометр

выполнение нужной операции. Контактные термометры применяют при регулировании температуры в сушильных шкафах, термостатах, инкубаторах, аквариумах и др.

Биметаллический датчик температуры

Рис. 2.10. Биметаллический датчик температуры

Биметаллический датчик температуры состоит из двух прочно сваренных между собой металлических пластинок с различными коэффициентами теплового линейного расширения и контактов 2. При нагревании пластины 1 (рис. 2.10) удлиняются неодинаково и изгибаются в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом. При этом замыкаются или размыкаются управляющие контакты 2. Чтобы повысить чувствительность биметаллического датчика, увеличивают его длину. Для уменьшения габаритов биметаллическую пластинку выполняют в виде спирали. Биметаллические датчики температуры применяют в электрических утюгах с автоматическим регулятором, в тепловых реле магнитных пускателей, в тепловых расцепителях автоматических выключателей.

Манометрические датчики температуры (рис. 2.11) представляют собой герметичную систему, заполненную жидкостью или газом и состоящую из тсплоприемника /, соединительной капиллярной трубки 2 и измерительного элемента, изготовленного в виде мембраны 3, сильфона 6 и ли пружинной трубки 7. Жидкими наполнителями манометрических. датчиков служат ртуть, ацетон, эфир и спирт, а газообразными — азот и другие газы. Указательная стрелка, связанная с измерительным элементом, при изменениях температуры воздействует на электрические контакты 4 и 5. Манометрические датчики применяют в термосигнализаторах и терморегуляторах.

Манометрические датчики температуры

Рис. 2.11. Манометрические датчики температуры:

а — мембранный; б — сильфонный; в — с пружинной трубкой

В целях повышения надежности автоматических систем регулирования температуры применяют бесконтактные датчики температуры: термопары, терморезисторы, термисторы и позисторы.

Термоэлектрический датчик температуры

Рис. 2.12. Термоэлектрический датчик температуры

Термопара (термоэлектрический термометр) состоит из двух специально подобранных проволок, одни концы которых спаяны или сварены, а другие подключены к измерительному прибору или устройству (рис. 2.12). При нагревании спая на свободных концах термопары появляется ЭДС, значение которой пропорционально разности температуры спая и свободных концов термопары. Материалами для изготовления термопар служат пары из сплавов: хромель — копель, хромель — алюмель, нихром — константан и др.

ЭДС, развиваемая термопарой,

где а — коэффициент, определяемый из таблиц; f|, ^ — температуры рабочего и свободного концов (горячего и холодного спаев) термопары.

В схемах автоматики широко применяют термометры сопротивления, или терморезисторы (рис. 2.13).

Термометры сопротивления выпускают платиновые типа ТСП и медные типа ТСМ. Их классифицируют: по назначению — погружаемые, поверхностные и для помещений; по достижимой точности измерений — эталонные, образцовые 1, 2 и 3-го разрядов и технические I, II и III классов точности; по герметизации и защищенности от измеряемой и внешней (со стороны головки) сред — герметичные, защищенные от воздействия агрессивных сред, с брызгозащищенной головкой ит. п.; по устойчивости к механическим воздействиям — обыкновенные, вибротряскоустойчивые, ударопрочные; по инерционности; по числу зон измерения температур и т. д.

Преимущество проволочных термометров сопротивления — их взаимозаменяемость, т. е. возможность работы с одним и тем же измерительным прибором без подготовки шкалы разных термометров одной градуировки. Это обеспечивается равенством сопротивлений всех термометров при каждой заданной температуре в пределах устанавливаемых' допусков. Чувствительным элементом этого датчика

Терморезистор

Рис. 2.13. Терморезистор

служит катушка с бифилярной обмоткой из тонкой изолированной медной в термометрах сопротивления медных (ТСМ) или платиновой — в термометрах сопротивления платиновых (ТСП) проволоки. При изменении температуры изменяется сопротивление датчика, которое фиксируется системой автоматического управления.

Термисторы — полупроводниковые термометры сопротивления, изготовляемые из смеси оксидов металлов (марганца, меди, никеля, кобальта, титана и др.). Выпускают медно-марганцевые (ММТ) и кобальтомарганцевые (КМГ) термисторы. Недостатки термисторов, ограничивающие их применение для измерения и регулирования температуры: большой разброс, нестабильность и нелинейность характеристик. Вместе с тем термисторы имеют ряд существенных преимуществ: значительно большую, чем у проволочных терморезисторов, чувствительность; малые габариты; большие начальные сопротивления (до 107 Ом), что позволяет использовать двухпроводную схему подключения термисторов к мостам и логометрам без подгонки сопротивлений соединительных проводов.

Большинство термисторов для измерения и регулирования температуры имеют отрицательный температурный коэффициент, который у известных типов термисторов в 6... 10 раз больше, чем у металлов; зависимость их сопротивлений от температуры в определенных температурных пределах можно выразить формулой

где Rt — сопротивление термистора, Ом при температуре 77 К; А, В — постоянные, зависящие от физических свойств полупроводника, из которого изготовлен термистор, а также от его формы и размеров.

В зависимости от условий работы термисторы выпускают открытого исполнения без специального покрытия чувствительного элемента, нормального тропического исполнения.

Термисторы с положительным температурным коэффициентом — позисторы применяют для измерения и регулирования температуры, для противопожарной сигнализации, тепловой защиты, ограничения и стабилизации силы тока.

В зависимости от целей применяют термисторы, использующие релейный эффект, термисторы с косвенным подогревом, термисторы для измерения мощности в полях СВЧ.

Датчики влажности газов. Различают гигрометрические, полупроводниковые, кондуктометрические и высокочастотные датчики влажности.

Гигрометрические датчики влажности в качестве воспринимающего элемента имеют обезжиренный человеческий волос или пленку толщиной 5...30 мкм, изготовленную из оболочки кишок крупного рогатого скота, а также вискозную ленту, работающую так же, как и животная пленка.

Полупроводниковые датчики влажности (гигристоры) изготовляют в виде тонких пленок из полупроводниковых материалов, сопротивление которых значительно уменьшается при увеличении влажности.

Кондуктометрические и высокочастотные датчики влажности представляют собой цилиндрический или плоский конденсатор. В зависимости от влажности материала, помещенного между обкладками этого конденсатора, изменяется емкостный или активный ток его, который воспринимается измерительным прибором или устройством.

Датчики уровня. Применяют для контроля за уровнем жидкостей и сыпучих материалов, например воды, зерна, песка и т. д.

Поплавковые датчики (рис. 2.14, а, б) состоят из поплавка 1 и элемента, преобразующего значение уровня в электрическую величину: потенциометра 2 или контакта 3.

Электродные датчики уровня воды (рис. 2.14, в) состоят из двух цилиндрических или плоских электродов. Когда уровень воды достигает датчика, между электродами начинает протекать электрический ток, который используется для управления водоподъемником.

В мембранных датчиках уровня (рис. 2.14, г) заполнение бункера сыпучим материалом 6 вызывает прогиб эластичной мембраны 4У связанной с контактами J, через которые в систему управления подается сигнал на отключение конвейера, подающего сыпучий материал.

Фоторезистор

Рис. 2.15. Фоторезистор

Датчики уровня

Рис. 2.14. Датчики уровня:

а, б — поплавковые; в — электродный; г — мембранный

Оптические датчики применяют в качестве элемента автоматики, реагирующего на изменение освещенности. К ним относится фоторезистор (рис. 2.15), который представляет собой стеклянную пластинку 1 с нанесенным на нее тонким слоем полупроводникового вещества 2 сернистых соединений свинца, висмута и кадмия. К противоположным концам полупроводникового слоя прикрепляют металлические электроды 5. Фоторезистор имеет пластмассовую оправу 4 с отверстием (рабочим окном) для прохода лучей света, которое покрывают светопроницаемым лаком 3. Под действием света в полупроводнике увеличивается число свободных электронов и возрастает электропроводность.

Датчики давления. В сельскохозяйственном производстве применяют разнообразные датчики давления. Большая часть их преобразует давление в механическое перемещение или силу. По принципу действия датчики давления подразделяются на следующие типы:

жидкостные, в которых давление или разрежение уравновешивается высотой столба жидкости;

пружинные, в которых давление уравновешивается силой упругой деформации чувствительного элемента;

поршневые, в которых давление уравновешивается силой, действующей на поршень;

комбинированные, принцип действия которых имеет смешанный характер;

электрические, в которых используется изменение ЭДС термопары и ионизации газа;

пьезоэлектрические, в которых применяют пьезоэлектрический эффект (прямой или обратный). Прямой пьезоэффект заключается в том, что некоторые материалы (кварц, сегнетовая соль, титанат бария) имеют способность образовывать на гранях своих поверхностей (при воздействии на них механических нагрузок) электрические заряды. Обратный пьезоэффект состоит в том, что если к этим материалам прикладывать электрическое поле, то они будут механически деформироваться. Основное преимущество всех пьезоэлектрических датчиков состоит в их безинерционности, а основной недостаток — в малой выходной мощности.

Тахометрические датчики (тахогенераторы). Они представляют собой маломощные электрические машины, преобразующие механическое вращение в электрический сигнал. Предназначены тахогена- раторы для получения напряжения, пропорционального частоте вращения. Применяют тахогенераторы в качестве электрических датчиков угловой скорости. В зависимости от вида выходного напряжения и конструкции различают тахогенераторы постоянного и переменного тока.

Усилители. В системах автоматического управления широко применяют усилители: гидравлические, пневматические, магнитные, электромашинные, электромеханические, электронные и ионные. Усилители предназначены для усиления сигналов, поступающих от датчиков. Наиболее широко в сельскохозяйственных системах автоматики применяют электромеханические усилители — реле и электронные усилители.

Электронные усилители являются частью электрических регуляторов. Подразделяют регуляторы на позиционные (релейные), непрерывного действия и импульсные. Наиболее широко распространены двухпозиционные регуляторы. Реже используют трехпозиционные. Регулирующий орган в двухпозиционном регуляторе может занимать два устойчивых положения, а в трехпозиционном — три.

Импульсные регуляторы создаются на базе позиционных, с добавлением блоков импульсного регулирования. На выходе такого регулятора получается прерывистый сигнал. При наладке импульсных регуляторов дополнительно проверяют органы настройки длительности импульсов и пауз.

Для непосредственного управления технологическими параметрами служат исполнительные механизмы.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы