«ипу имени В. А. Трапезникова ран» (стр. 5 из 17)

Рис. 1.13. Потенциометрическая система передачи показаний

Потенциометр

расположен в первичном преобразователе, а потенциометр

, электронный усилитель и реверсивный двигатель РД — в измерительном приборе. Подвижный контакт потенциометра

перемещается в соответствии с измеряемой величиной. Подвижный контакт потенциометра

приводится в движение двигателем РД. Если подвижные контакты обоих потенциометров находятся в одинаковых положениях, то напряжение на входе усилителя

и двигатель не вращается. Если контакт потенциометра первичного преобразователя из-за очередного изменения контролируемого параметра смещается, то на выходе усилителя появляется напряжение рассогласования , которое усиливает и приводит в движение реверсивный двигатель и контакт потенциометра

для устранения рассогласования. В схеме исполъзуется фазочувствительный yсилитель, так как фаза сигнала разбаланса на входе усилителя зависит от взаимного расположения подвижных контактов потенциометров и меняется в момент прохождения состояния баланса одним из контактов. Изменение фазы сигнала разбаланса приводит к изменению фазы выходного сигнала усилителя и к перемене направления вращения двигателя. Поэтому двигатель называется реверсивным.

Широкое распространение получила дифференциально-трансформаторная система передачи показаний, схема которой приведена на рис. 1.14.

Рис. 1.14. Дифференциально-трансформаторная система передачи показаний

Эта схема, так же как и потенциометрическая, является компенсационной, т.е. такой, где сигнал одного преобразователя компенсируется встречным сигналом другого. Подвижный сердечник первичного дифференциально-трансформаторного преобразователя ДТ1 перемещается, например, под воздействием мембраны манометра Р, а вторичного (компенсирующего) ДТ2 — реверсивным двигателем РД измерительного прибора. Первичные обмотки обоих преобразователей включены последовательно и питаются от клемм а и б усилителя. Вторичные обмотки обоих преобразователей состоят из двух секций, включенных навстречу друг другу.

Если сердечник такого преобразователя располагается посередине катушки, то сигнал на выходе вторичной обмотки (клеммы и и к) равен нулю, так как токи в обеих ее секциях равны, а встречное соединение секций обеспечивает вычитание токов (на рис. 1.14 показано стрелками у первичного преобразователя). При смещении сердечника от среднего положения на выходе вторичной обмотки появляется сигнал той или иной фазы в зависимости от того, сместился сердечник вверх или вниз от среднего положения. Вторичные обмотки преобразователей ДТ1 и ДТ2 включены навстречу друг другу и разность их сигналов поступает на входные клеммы виг усилителя, с выходных клемм д и е которого усиленный управляющий сигнал приводит в движение двигатель РД и сердечник преобразователя ДТ2 в направлении устранения разбаланса. Таким образом, сердечник преобразователя ДТ2 постоянно следит за перемещением сердечника преобразователя ДТ1. Одновременно с сердечником двигатель РД перемещает стрелку на шкале прибора, положение которой соответствует положению сердечника первичного преобразователя и величине измеряемого параметра (в данном случае давления Р). Переменное сопротивление

вместе со вторичной обмоткой трансформатора вторичного прибора служит для корректировки нуля прибора. Сопротивлениями

, и

производятся настройка системы и согласование перемещений сердечников, так как они позволяют несколько варьировать выходными сигналами преобразователей. Рассмотренная система обеспечивает возможность передачи сигналов измерительной информации на расстояния до 250 м без появления дополнительной погрешности.

На рис. 1.15 изображена принципиальная схема дистанционной передачи показаний с использованием преобразователей ферродинамического типа.

Преобразователь ПФ1 расположен, например, в манометре и его рамка с током может поворачиваться при перемещении мембраны, воспринимающей измеряемое давление Р. Рамка преобразователя измерительного (вторичного) прибора ПФ2 поворачивается реверсивным двигателем РД. Э. д. с. рамок

и

, сравниваются в схеме и их разность поступает на вход усилителя. Если положения рамок одинаковы, т. е.

, то

, и двигатель не вращается. Если под действием изменения давления рамка преобразователя

Рис. 1.15. Ферродинамическая система передачи показаний

ПФ1 повернется на дополнительный угол, то на входе усилителя появится сигнал разбаланса, который приведет в движение двигатель для устранения возникшего рассогласования положения рамок преобразователей. Таким образом, положение рамки преобразован измерительного прибора и, следовательно, стрелки на его шкале всегда соответствует величине контролируемого параметра.

В схеме пневматической дистанционной системы передачи показаний в качестве первичного применен преобразователь пневмосилового типа (см. рис. 1.12). Выходной сигнал

пневмосилового преобразователя 6 подается на вход измерительного прибора, т. е. в гармоникообразную коробку (сильфон) 14, которая, растягиваясь или сжимаясь, перемещает рычаг 15, дросселирующнй выход воздуха из сопла 16. Воздух к соплу подается из линии питания через дроссель 13. Дросселирование сопла вызывает изменение давления в линии, включающей и мембранную полость силового элемента 19, сферическая мембрана которого прогибается, вследствие чего перемещаются рычаг 18, стрелка на шкале 20 и пружина обратной связи 17, компенсирующая усилие, приложенное к рычагу 15 со стороны сильфона 14. Таким образом, стрелка на шкале прибора перемещается в соответствии с величиной входного давления, т. е. давления, поступающего от пневмосилового передающего преобразователя.

1.1.5. Показывающие и регистрирующие измерительные приборы

Измерительные (вторичные) приборы имеют следующие структурные части: измерительный блок, отсчетное устройство, блок регистрации, дополнительные устройства (сигнализирующие, регулирующие, дополнительные преобразователи для дальнейшей передачи показаний).

Основой измерительного блока является преобразователь-компенсатор одного из рассмотренных выше типов: потенциометрический, индукционный и т. д., которым при помощи усилителя и реверсивного двигателя компенсируется сигнал, поступающий от первичного преобразователя (датчика). В некоторых измерительных приборах, например милливольтметрах, логометрах, усилители отсутствуют и стрелка перемещается вдоль шкалы непосредственно за счет энергии измерительного сигнала с использованием магнитоэлектрических преобразователей.

Отсчетные устройства обеспечивают индикацию измеренной величины при помощи шкалы и стрелки или цифровых индикаторов. Кинематическая схема автоматического показывающего прибора дана на рис. 1.16.

Прибор имеет круглую шкалу без блока записи данных. Управляемый сигналом усилителя реверсивный двигатель 15 через вал 14, шестерни 13, 12, 10 и вал 11 перемещает скользящий контакт 9 компенсирующего реохорда (потенциометра) 8, выполненного в виде диска, по окружности которого в пазах уложена обмотка из манганиновой проволоки. Кроме того, вал 11 посредством муфты 7 поворачивает шкив 6 и стрелку на шкале. К шкиву 6 прикреплен тросик, который движется по ряду направляющих роликов 16 и передвигает в горизонтальной плоскости каретку 1. Каретка имеет контакты 2, скользящие по дополнительному реохорду 3, который может быть использован для передачи сигнала, пропорционального измеряемой величине, на другие приборы. Рассматриваемый прибор имеет также сигнальные контактные устройства 5. Для установки сигнальных контактов на нужные значения контролируемой величины служит прямолинейная шкала, вдоль которой можно перемещать указатели

Рис. 1.16. Схема автоматического показывающего прибора

контактов: зеленый (min) и красный (max). Эти контакты могут быть использованы и для регулирования. Замыкание контактов происходит в тот момент, когда на них воздействует палец 4, закрепленный на каретке 1 и перемещающийся вместе со стрелкой основной шкалы.