Устройство и область применения электронных датчиков
Что такое датчики, их основные функции и принцип работы. Функциональные схемы различных датчиков, классификация по принципу действия или производимого преобразования сигналов. Характеристика приборов для измерения неэлектрических величин, уровня.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.09.2010 |
| Размер файла | 7,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ДАТЧИКИ
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Датчиком называется устройство, предназначенное для преобразования информации, поступающей на его вход в виде некоторой физической величины, в другую функциональную величину, удобную для использования в последующих элементах автоматической системы. Следовательно, датчик в общем, виде можно представить состоящим: из чувствительного и преобразующего элементов, или только из чувствительного элемента.
Функциональные схемы различных датчиков показаны на рисунке 2.1. Чувствительный элемент датчика иногда называют первичным преобразователем (воспринимающим или измерительным органом). Первичный преобразователь, как правило, реагирует на отклонение управляемой величины от установленного значения и передаёт это отклонение в форме определенного сигнала на другие преобразователи.
Большинство известных в автоматике и телемеханике датчиков преобразуют неэлектрическую контролируемую величину х и электрическую величину у (например, механическое перемещение в индуктивность или напряжение, температуру в ЭДС и т. п.) или неэлектрическую величину в неэлектрическую, например, механическое перемещение в давление воздуха или жидкости и др. Следовательно, по роду энергии выходной величины различают электрические и неэлектрические датчики.
Классификация. Bсе электрические датчики по принципу действия или производимого ими преобразования сигналов подразделяются на параметрические, преобразующие неэлектрические величины в электрические (сопротивление R, ёмкость С, индуктивность L), и генераторные, преобразующие неэлектрические величины в ЭДС. Наличие постороннего источника энергии -- обязательное условие работы параметрического датчика.
У генераторных датчиков (см. рис. 2.1, а) в чувствительном (воспринимающем) органе ИЭ происходит непосредственное преобразование контролируемой величины х в выходную у. Эти датчики весьма просты, поскольку не нуждаются во вспомогательном источнике питания. Преобразование входной величины х в выходную у осуществляется за счет энергии входной величины х.
К параметрическим датчикам относятся контактные, реостатные, потенциометрические, тензодатчики, терморезисторы, емкостные, индуктивные, электронные, фоторезисторные и др.; к генераторным -- термоэлектрические (термопары), индукционные, пьезоэлектрические, вентильные фотоэлементы.
В состав параметрических датчиков (см. рис. 2.1, б), кроме первичного преобразователя УЭ, входят промежуточный преобразователь ПП и вспомогательный источник питания ИП. У эти? датчиков контролируемая величина преобразуется первичным преобразователем УЭ за счет энергии источника ИП в промежуточную величину хп, а затем при помощи преобразователя ПЛ доводится до удобной формы и определенного значения выходного сигнала у. Наиболее сложны и совершенны датчики с ОС (см. рис. 2.1, в). Схемы с ОС применяются в основном для определения свойств вещества и обнаружения дефектов в материалах по отражению акустических или электромагнитных волн высокой частоты, а также в оптических и радиоизотопных датчиках.
Характеристики. Основные характеристики датчиков -- статическая характеристика, чувствительность, порог чувствительности, динамическая характеристика, погрешность преобразования, выходные мощность и сопротивление.
Статическая характеристика показывает зависимость выходной величины у и от входной величины х (рис. 2.2},
Чувствительность, или коэффициент преобразования, представляет собой отношение выходкой величины у к входной величие х. Для датчиков с линейной статической характеристикой (см. рис. 2.2, кривая а) чувствительность постоянна:
(2.1)
Для датчиков с нелинейной характеристикой (см. рис. 2.2, кривая б) чувствительность называют дифференциальной и для разных точек характеристики определяют по формуле:
(2.2)
Порогом чувствительности называют "минимальную"
величину на входе датчика, которая вызывает изменение его выходной величины. Порог чувствительности вызывается как внешними, так и внутренними факторами (трение, лифты, гистерезис, помехи и др.).
Абсолютной погрешностью датчика (ошибкой) называют разность между действительным значением выходной величины у' и ее расчетным, значением у, т. е. , а относительной погрешностью --величину .
Динамические свойства датчиков определяются по динамическим (временным и частотным) характеристикам.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Приборы для измерения расхода
Расходом вещества называют количество вещества (массы или объема), проходящее через определенное сечение трубопровода в единицу времени. Приборы или комплекты приборов, определяющие расход вещества в единицу времени, называются расходомерами.
По принципу действия приборы для измерения расхода разделяются на расходомеры переменного перепада давления, постоянного перепада и индукционные. Принцип действия расходомеров переменного перепада основан на зависимости перепада давления, создаваемого сужающим устройством, устанавливаемым в технологическом трубопроводе, от расхода веществ. В расходомерах постоянного перепада в зависимости от расхода вещества происходит перемещение поплавка, изменяющего при этом площадь проходного отверстия прибора таким образом, чтобы перепад давления, но обе стороны поплавка оставался постоянным. Принцип действия индукционных расходомеров основан на измерении ЭДС, возникающей при движении электропроводной жидкости в магнитном поле [1].
Существуют расходомеры, основанные и на других принципах. Отдельную группу составляют расходомеры топлива двигателей внутреннего сгорания [2].
Расходомеры переменного перепада
В комплекте с преобразователями переменного перепада (сужающими устройствами) для измерения расхода в качестве измерительных приборов и передающих преобразователей применяют дифференциальные манометры (дифманометры). которые разделяются на жидкостные, к которым относятся поплавковые, колокольные, кольцевые и стеклянные двухтрубные; с упругим чувствительным элементом, к которым относятся мембранные и сильфонные дифманометры. Конструкции дифманометров подробно описаны в [1].
Приборы для измерения давления и разрежения
Для измерения давления пара, газов в котельных, кормоцехах, теплицах используются преобразователи давлений, которые различаются по принципу действия, назначению и классу точности.
Давлением называется физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого.
Приборы для измерения давления жидкости и газов называется манометрами. По виду измеряемого давления манометры подразделяются на следующие группы:
манометры - приборы для измерения избыточного давления с верхним пределом от 60 кПа до 1000 Мпа;
вакуумметры-- приборы для измерения вакуумметрических давлений (разрежении) с пределом измерений до - 100 кПа;
мановакуумметры-- приборы для измерения избыточного и вакуумметрического давлений с верхними пределами избыточного давления от 0.06 МПа до 2.4 МПа и вакуумметрического давления--до 100 кПа
напоромеры-- приборы для измерения избыточных давлений не превышающие -40 кПа;
тягонапоромеры--мановакуумметры с пределами измерений, не превышающими 20 кПа;
манометры для измерения абсолютного давления;
дифференциальные манометры -- приборы для измерения разности двух давлений, из которых ни одно не является барометрическим;
микроманометры -- дифференциальные манометры с верхним пределом измерения, не превышающим 4кПа.
Датчики влажности
Оптические схемы первичных преобразователей ИК-влагометров приведены на рисунке 2.24. Различие этих схем состоит в последовательности получения анализирующего излучения напорной и измерительных длинах волн, использовании различных способов приема (отраженного или прошедшего) излучения устройств, контактирующих с контролируемым объектом.
Структурная базовая схема первичного преобразователя (см.2.24, а..и) включает излучатель 1 для облучения контролируемого объекта, фотоприемник 4 для приема отраженных или прошедших через объект 5 потоков излучения и преобразования их в фотоэлектрический сигнал, светофильтр 3 (см. рис.2.24 . а...д ) для выделения анализирующего излучения на опорной и измерительной длинах волн и модулятор 2 (см. рис.2.24, а...в) для поочередного включения светофильтров 3 с целью придания параметрам излучения определенной временной зависимости.
На рисунке 2.24, в показан привод модулятора 2 от синхронного двигателя 8, при вращении которого световой луч, идущий излучателя 1 через линзы 6, прерывается и поворотным зеркалом 7 направляется на объект 5. Отраженные от объекта потоки собираются вогнутым зеркалом 9 и фокусируются на светочувствительную поверхность фотоприемника 4.
В других оптических преобразователях для направления потоков излучения на объект и фокусировки прошедшего или отраженного патока используются различные устройства. В схеме на рис. 2.24, г -- бипризма 2; на рисунке 2.24,д -- линза 2; и | рисунке 224, е --зеркала 2 и 3; на рисунке 2.24, ж -- призма 2 и коллиматор 3; на рисунке 2.24, з -- линза 3. В преобразователе, показанном на рисунке 2.24, и, поток излучения от излучателя 1 проходит на фотоприемник 4 через влагосорбирующее вещество 2, помещенное в специальном корпусе 3.
ИК-влагомеры могут быть одно-, двух- и трех волновыми.
Одноволновые ИК-влагомеры просты, но имеют ряд недостатков, основной из которых -- зависимость результата измерения от свойств контролируемого материала. Эти недостатки исключаются введением второй длины волны -- опорной.
Двухволновые ИК-влагомеры позволяют исключить такие факторы, как влияние неинформативных параметров контролируемого объекта, нестабильность фотоприемника, старение источника излучения и фотоприемника.
Если контролируемая среда многокомпонентная (например, при контроле влажности химических веществ), то для исключения влияния различных компонентов среды вводят, дополнило еще одну опорную длину волны. Трехволновые влагомеры в основном применяются в лабораторных исследованиях. Следует также отметить, что увеличение числа используемых длин волн анализирующего излучения значительно усложняет прибор, снижает его надежность, а в ряде случаев приводит к неоправданным затратам.
ИК-влагомеры можно подразделить на влагомеры твердых веществ материалов и влагомеры жидкостей. В свою очередь, влагомеры твердых веществ можно делить на влагомеры, основанные на приёме: отраженного потока излучения; прошедшего через контролируемый объект потока излучения; как отраженного, так и прошедшего потока излучения одновременно.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ
Общие сведения
Средства измерения уровня применяются в сельском хозяйстве для измерения уровня зерна и комбикормов, в бункерах, воды в водонапорных башнях и т.д.
В таблице приведены характеристики преобразователей уровня. Механические преобразователи применяют в комплекте с электрическими преобразователями перемещения. Уровнемеры с указательными стёклами основаны на принципе сообщавшихся сосудов и предназначены для визуального контроля уровня. В поплавковых уровнемерах используется выталкивающая сила жидкости, действующая на поплавок. В буйковых уровнемерах используйся изменением силы тяжести поплавка (буйка), средняя плотность которого больше плотности жидкости, в зависимости от глубины погружения буйка в жидкость.
Измерение уровня гидростатическими уровнемерами сводиться к измерению давления столба жидкости манометром или дифманометром. Принцип действия электрических уровнемеров состоит в измерении электропроводности, емкости, резонансной частоты и других параметров первичных преобразователей уровня, зависящих от уровня контролируемой среды. В гидростатических методах главной является погрешность, вызванная изменением плотности измеряемой жидкости от температуры. Для уменьшения этой погрешности создаются измерительные системы, одновременно измеряющие гидростатическое давление жидкости и ее плотность и корректирующие затем показания уровнемера в соответствии с плотностью. При выборе схемы измерения уровня гидростатическим методом следует учитывать особенности измерительных преобразователей систем измерения уровней. Например, для одной и той же схемы измерения уровня в барабане парогенератора гидростатическим методом применение мембранных дифманометров вместо поплавковых существенно уменьшает погрешности измерения уровня, так как объем жидкости в мембранных дифманометрах значительно меньше, чем в поплавковых.
Пневмометрический метод измерения уровня основан на измерении давления воздуха (инертного газа), уравновешивающего гидростатическое давление столба жидкости. Наиболее простыми являются поплавковые уровнемеры, но они не могут применяться при высоких давлениях. Буйковые уровнемеры могут работать при повышенных давлениях, но применение как поплавковых, так и буйковых уровнемеров затруднено в агрессивных средах и в средах с выпадающими осадками. Технические характеристики некоторых типов поплавковых и буйковых уровнемеров приведены в [3, 4].
Радиоизотопные уровнемеры применяются в тех случаях, когда непосредственный контакт с измеряемой средой невозможен. Наиболее перспективными являются ёмкостные и высокочастотные уровнемеры, которые могут использоваться для измерения жидких и сыпучих сред.
Датчики состава и свойств веществ
Из-за невозможности использования химических методов в поточных линиях разрабатываются различные первичные преобразователи и датчики экспрессного контроля и сортировки сельскохозяйственной продукции, работающие на электрических, оптических, радиоизотопных, ультразвуковых и; других методах. Эти датчики и приборы называют аналитическими, и их пока в основном используют в вышеназванной сети лабораторий.
Датчик жирности молока работает на принципе измерения емкостной проводимости, поскольку относительная диэлектрическая проницаемость жировых шариков молока составляет единицы, а воды--десятки единиц (81 при Ј=20°С).
В МИИСПе разработан емкостной датчик жирности молока, включенный в контур ударного возбуждения измерительной схемы. Абсолютная погрешность измерения при жирности молока до 3% составляет ± (0,1...0,2)%, а при большей жирности ± (0,3...0,4) %. Естественно, такая точность недостаточна для расчета между молочными фермами и потребителями молока, так как используемые химические методы позволяют определять жирность с погрешностью до 0,1%, но ее вполне достаточно для контроля жирности молока отдельных коров на фермах. На основе такого датчика создано устройство автоматического контроля с непрерывной регистрацией не только жирности, но и динамики ее изменения в последовательных порциях удоя, интенсивности молоковыведения, времени доения и количества молока, надоенного от отдельной коровы (рис. 2.25).
Устройство состоит из блока питания 1, высокочастотного генератора 2 I5...10 МГц), электронного вольтметра 3, показывающего микроампер метра 4, самопишущего милливольтметра 5. Коаксиальный датчик 6 встраивается в мерную камеру устройства для зоотехнического учета молока УЗМ-1, которая во время дойки периодически заполняется молоком и освобождается от него под действием вакуума.
Напряжение 2 от генератора подается через RС-цепочку на датчик, а вольтметр замеряет падение напряжения на RС-цеп|и, которое пропорционально протекающему через датчик току, то есть полной проводимости датчика. Проводимость датчика растет по мере его заполнения молоком, а при полностью заполненном датчике зависит от жирности молока. Затем поплавок закрывает доступ молока и оно быстро выливается из датчика. Таким образом, на ленте самописца получаются периодические кривые линии (выбросы), амплитуда которых обратно пропорциональна жирности молока, а частота, следовательно, пропорциональна интенсивности моловыведения, число выбросов - удою, а общая длина записи - времени доения.
На рис.2.26, а и б приведены схемы злектростатических классификаторов семян. Очищенные от примеси семена по транспортёру 1 попадают в зону электронного заземления электрода 2 и отрицательно заряжённых электродов 4 (смотри рис. 2.26 а). Вследствие неоднородности количественного и качественного состава отдельных зёрен, а также их посевных качеств (энергии прорастания, всхождения и т.п.) семена под действием электрических сил разделяются в электрокоронном поле на фракции и раздают в соответствующее приёмные бункеры 3 классификатора семян.
На рис. 2.26 б показан барабанный электростатический классификатор. На барабане 2 намотана в один слой двухпроводная изолированная обмотка 4, которая подключена к источнику переменного напряжения порядка 500-700В. Семена, падая с транспортёра 1 на обмотку 4, притягиваются к ней, а затем под действием силы тяжести и центробежных сил отрываются с нижней части барабана 2 и попадают в различные секции бункера 3 в зависимости от их внутренних свойств. Щетка 5 служит для удаления с обмотки 4 прилипшей сорной примеси. Устройство (см. рис. 2.26, б) используют в датчике засоренности зерна в потоке (рис. 2.26, в). От зерновой массы ЗМ, проходящей через зернопровод ЗП, заборным устройством ЗУ непрерывно забирается проба М, которая в электростатическом классификаторе ЭК разделяется на два потока: собственное зерно 3 и зерновую н сорную примесь С. Сигналы с выхода весовых устройств ВС для примеси С и ВМ для пробы М подаются на вычислительное устройство ВУ, которое осуществляет операцию определения процента засоренности с точностью 0,1% при засоренности до 10% и 1% при засоренности свыше 10%
Широкие возможности определения качественных показателей семян, овощей и фруктов, молока и яиц, мяса и других продуктов имеют оптические методы измерения.
Для обнаружения местных повреждений на плодах и клубнеплодах (например, пятен на яблоках, гнили на клубах картофеля) применяют сканирующие датчики. На рисунке показан сканирующий датчик, разработанный в МИИСПе, для обнаружения механических повреждении и парши на яблоках.
Усилители
Устройство, предназначенное для усиления мощности сигнала за счет энергии дополнительного источника, называется усилителем.
Показатели усилителя -- это параметры и характеристики, позволяющие судить о его качестве как элемента автоматической системы.
При подаче на вход усилителя сложного периодического колебания отдельные гармонические составляющие неодинаково усиливаются им и сдвигаются во времени. Такие искажения называются линейными. Они характеризуются степенью и зоной линейности выходной характеристики. Кроме линейных, имеют место нелинейные искажения, обусловленные нелинейностью характеристик усилителей. Нелинейные искажения усилителей характеризуются коэффициентом нелинейных искажений.
Масса, габариты, КПД, стабильность параметров усилителей во времени и при изменяющихся условиях работы и надёжность-- важные показатели и учитываются при выборе и расчете усилительных устройств автоматической системы после выбора и расчета других функционально-необходимых элементов -- первичных преобразователей и исполнительных устройств.
Классификация. По виду используемой энергии усилители подразделяются на электрические, гидравлические, пневматические, механические и др.
Полупроводниковые транзисторные усилители и отличаются малыми габаритами и весом, дешевизной, большим сроком службы. Устойчивы к механическим воздействиям, имеют высокий КПД. К недостаткам транзисторных усилителей следует отнести разброс параметров и температурную зависимость. Эти усилители широко распространены в различных устройствах автоматики.
Тиристорные усилители применяются в широком диапазоне тока (от сотен миллиампер до сотен ампер) и напряжения (от десятков до тысяч вольт). Отличаются малыми габаритами и массой, высоким КПД, высокой надежностью, работоспособностью в условиях агрессивных сред, но весьма чувствительны к перегрузкам по току.
Магнитные усилители не имеют подвижных частей, долговечны, нечувствительны к вибрациям и толчкам, нетребовательны к качеству электрической энергии. Мощность на выходе таких усилителей достигает нескольких десятков киловатт. К недостаткам следует отнести инерционность, большие габариты и стоимость.
Диэлектрические усилители применяются как усилители мощности. В основе их работы лежит принцип зависимости параметров некоторых диэлектриков (варикапов и варикондов) от напряженности электрического поля. Параметры этих усилителей зависят от температуры и влажности.
Гидравлические и пневматические усилители предназначены для усиления входных величин по мощности или давлению и используются в качестве исполнительных элементов-- серводвигателей. Как правило, схемы гидравлических и пневматических усилителей аналогичны. Различаются они в основном по виду рабочего тела (жидкость или сжатый воздух), а также по степени обработки поверхностей и герметизации питающей системы. Надежны, имеют большую выходную мощность, обладают высоким быстродействием.
Механические усилители делят на муфты, редукторы и тормоза, которые представляют собой механические трансформаторы для преобразования усилий, частоты вращения и крутящего момента.
Классификация реле. По виду физических величин, на которые реагируют реле, их делят на электрические, механические, магнитные, тепловые, оптические, радиоактивные, акустические и химические.
Нами будут рассмотрены в основном электрические реле, нашедшие широкое применение в сельскохозяйственной автоматике. Классификация электрических реле по принципу действие приведена на рисунке.
В таблице 4 приведены характеристики основных типов электрических реле.
Электромагнитное реле реагирует на силу тока, тока проходящего по обмотке, магнитное поле которой вызывает натяжение ферромагнитного якоря или сердечника с контактами.
Магнитоэлектрическое реле по устройству аналогично магнитоэлектрическому измерительному прибору. Обмотка реле выполнена в форме рамки и помещена в поле постоянного магнита. Рамка, когда по ней проходит ток, поворачивается, преодолевая сопротивление пружины, и управляет электрическими контактами. Магнитоэлектрическое реле работает на постоянном токе и является наиболее чувствительным реле. Оно создает весьма малое давление на контакты и поэтому может управлять лишь нагрузкой малой мощности.
Электродинамическое реле по принципу действия подобно магнитоэлектрическому, но в нем магнитное поле создается специальной обмоткой возбуждения, размещенной на магнитопроводе. Электродинамическое реле работает как на постоянном, так и на переменном токе. Входом реле могут быть обе обмотки. Обычно эти реле работают на переменном токе, развивая усилие на контактах
где k -- коэффициент пропорциональности; и -- токи в обмотках реле; -- угол между векторами токов к .
Следовательно, это реле можно использовать как реле сдвига фаз, срабатывающее при определенном угле .
Индукционное реле использует явление взаимодействия переменного магнитного потока, создаваемого обмоткой peлe, и тока, который индуктируется в подвижном диске, цилиндре или короткозамкнутой рамке. Индукционные реле работают только на переменном токе. Они имеют одну или две обмотки, в которые подают входные сигналы. Под действием входных сигналов создается усилие вращения, определяемое по формуле. Индукционные реле проще, чем электродинамические, и находят широкое применение в устройствах автоматической защиты электроустановок в качестве реле мощности, фазы, тока и частоты.
Ферромагнитные реле реагируют на изменение магнитных величин (магнитного потока, напряженности магнитного поля) или магнитных характеристик ферромагнитных материалов (магнитной проницаемости, остаточной индукции и т.п.).
Электронные и ионные реле реагируют непосредственно на силу тока или на значение напряжения, под действием которых происходит скачкообразное изменение проводимости электронных, полупроводниковых или ионных приборов.
Электротепловые реле реагируют на изменение тепловых величин (температуры, теплового потока и т. д.). Принцип их действия основан на использовании изменения свойств материалов под воздействием температуры: линейного или объемного расширения, перехода веществ из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное состояние, изменение плотности или вязкости газов, изменение удельного сопротивления или диэлектрической проницаемости материалов и т. д.
Резонансные реле используют явление резонанса в электрических колебательных системах и применяются в частотных устройствах защиты и телемеханики.
Если рассматривать реле в общем виде, то оно содержит первичный преобразователь, на который воздействуют сигналы, подаваемые извне, исполнительный орган, предназначенный для передачи сигналов от реле во внешнюю цепь, замедляющий орган, обеспечивающий замедление действия реле и РО, при помощи которого изменяют параметры срабатывания реле. В различных конструкциях реле эти органы могут быть или явно выражены, или объединены друг с другом.
Параметры реле. Несмотря на различия в принципе действия и конструкции, реле характеризуются рядом общих параметров, важнейшие из которых приведены ниже.
Срабатывание -- минимальное значение входного сигнала, при котором происходит переключение контактов реле. Электрические реле выполняют на токи срабатывания от десятков микроампер (электронные реле) до десятков ампер (электромагнитные реле). Срабатывание характеризует чувствительность реле.
Отпускание -- максимальное значение входного сигнала, при котором происходит возврат реле в исходное состояние.
Параметры срабатывания и отпускания реле связаны между собой коэффициентом возврата, который равен отношению параметра отпускания к параметру срабатывания. Например, для; реле мощности можно записать:
где и -- мощности, соответствующие отпусканию и срабатыванию реле.
Коэффициент возврата электромагнитных реле находился в пределах 0,4 ...0,9, а у электронных реле может достигать 0,98 ...0,99.
Рабочий параметр -- это установившееся значение физической величины в номинальном режиме реле. Отношение рабочего параметра к параметру срабатывания называется коэффициентом, запаса при срабатывании. Например, для реле мощности
где -- рабочая мощность реле.
Отношение параметра отпускания к рабочему параметру называется коэффициентом запаса при отпускании. Например, для того же реле
Коэффициентом запаса при срабатывании всегда больше единицы, а при отпускании -- всегда меньше единицы.
Электромагнитные реле. Схема простейшего электромагнитного реле показана на рисунке. Подвижный якорь 1 принят шлется к неподвижному сердечнику 2 электромагнита, по обмотке 3 которого протекает ток. Перемещение якоря 1 приводит к замыканию контактов 5. При отсутствии тока якорь 1 и контакты 5 возвращаются в исходное положение усилием противодействующей пружины 4. Чтобы под влиянием остаточного магнитного потока якорь 1 не оставался притянутым к сердечнику, на нем укреплен небольшой штифт 6 высотой 0,1 ...0,2мм (штифт отлипания). Якорь 1 и сердечник реле изготовлены из материала, а штифт 6 -- из немагнитного материала (латунь или медь).
Реле выдержки времени предназначены для создания определенной временной задержки при передаче сигнала от одного элемента автоматики к другому.
Реле выдержки времени изготовляют с электрическими, механическими, пневматическими, гидравлическими и другими устройствами замедления. Наибольшее распространение получили реле с электрическими устройствами замедления, реагирующие на сигналы постоянного или переменного тока.
Для создания сравнительно небольшой выдержки времени (до 0,5 с) часто применяют простейшие схемные решения, замедляющие нарастание или спадания токов в обмотке электромагнитного реле постоянного тока при помощи резисторов, конденсаторов, полупроводниковых диодов, дросселей и короткозамкнутых витков.
На рисунке показаны схемы замедления срабатывания и отпускания электромагнитного реле KV. При большом числе витков обмотки реле весьма эффективны методы шунтирования обмотки активным сопротивлением или диодом. Сущность метода замедления на отпускание состоит в том, что ЭДС самоиндукции, возникающая в обмотке реле после его отключения ключом S, поддерживает протекание тока в прежнем направлении.
Электромагнитные шаговые искатели, называемые также шаговыми распределителями, представляют собой электромагнитный многопозиционный и многорядный переключатель -- важный аппарат телемеханических и вычислительных устройств, широко используемый в устройствах связи и автоматических системах с большим числом ОУ. Шаговые искатели служат для последовательного во времени переключения электрических цепей применяются чаще всего с целью поочередного подключения ряда выходных электрических цепей к одному входу или наоборот. Они могут быть контактными и бесконтактными (электронные, полупроводниковые, магнитные). Наибольшее применение в автоматике пока находят контактные шаговые искатели с электромагнитным приводом.
По принципу действия кинематической системы электромагнитные шаговые искатели разделяют на вращательные типа ШИ и подъемно-вращательные типа ДШИ, называемые также декадно-шаговыми.
Подобные документы
Понятие и принцип работы датчиков, их назначение и функции. Классификация и разновидности датчиков, сферы и возможности их применения. Сущность и основные свойства регуляторов. Особенности использования и параметры усилителей, исполнительных устройств.
реферат [17,8 K], добавлен 28.03.2010Особенности выбора типа датчиков. Создание датчиков контроля параметров внешней среды (уровня воды) в системе автоматизированного прогнозирования затоплений и подтоплений. Способы измерения уровня жидкости. Устройство датчиков для измерения уровня воды.
реферат [1,8 M], добавлен 04.02.2015Общая схема емкостного датчика уровня. Радарные уровнемеры, сферы их применения. Вертикальное крепление датчиков. Принцип действия ротационного сигнализатора уровня. Датчик уровня заполнения вибрационного типа. Способы установки ротационных датчиков.
реферат [5,5 M], добавлен 25.11.2014Понятия и основные характеристики преобразования, методы оценки их чувствительности, пределов и погрешности. Основные методы преобразования неэлектрических величин. Принцип действия параметрических и генераторных преобразователей неэлектрических величин.
реферат [437,5 K], добавлен 11.01.2016Емкостные датчики измерения влажности: требования и функции. Технические характеристики датчика измерения температуры. Устройство и принцип работы датчиков измерения качества воздуха, основные требования в соответствии с условиями их эксплуатации.
реферат [968,1 K], добавлен 17.06.2014Понятие и назначение измерительных преобразователей - датчиков, принцип их действия и выполняемые функции, возможности и основные элементы. Классификация источников первичной информации. Датчики измерения технологических переменных.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.05.2010Устройство первичной обработки сигналов как неотъемлемая часть системы, ее значение в процессе сопряжения датчиков с последующими электронными устройствами. Понятие и классификация сигналов, их функциональные особенности и основные критерии измерения.
контрольная работа [39,9 K], добавлен 13.02.2015Характеристика электромеханических приборов для измерения постоянного, переменного тока и напряжения. Их конструкция, принцип действия, область применения, достоинства и недостатки. Определение и классификация электронных вольтметров, схемы приборов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.03.2010Особенности эксплуатации приборов для измерения давления в управлении технологическими процессами и обеспечении безопасности производства. Назначение и классификация приборов; принцип работы манометров, вакуумметров, барометров, тягометров, датчиков.
презентация [288,6 K], добавлен 08.10.2013Понятие и общие свойства датчиков. Рассмотрение особенностей работы датчиков скорости и ускорения. Характеристика оптических, электрических, магнитных и радиационных методов измерения. Анализ реальных оптических, датчиков скорости вращения и ускорения.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.01.2016
