Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Датчики и измерительные устройства на потенциометрах
Потенциометрические датчики отличаются простотой конструкции, малой мощностью потребляемой энергии, минимальными размерами и весом, удобством в эксплуатации. Осуществляют преобразование угловых или линейных перемещений выходных звеньев кинематических целей в электрический сигнал постоянного или переменного тока. Для локальных систем обычно применяют проволочные потенциометрические датчики угла поворота типа ПД и ПП. Последние отличаются от потенциометра типа ПД наличием концевых выключателей. Рабочий угол поворота датчиков составляет 350º: jр = 350º. Для локальных систем с расширенным диапазоном работы (более 350º) применяют круговые потенциометры типа ПК2 (двухщеточные) или ПК3 (трехщеточные) с рабочим углом до 7200º. Схема потенциометрического датчика управляемой величины показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1
Входной величиной датчика является угол поворота нагрузки , например, регулирующего органа объекта управления, а выходной величиной – напряжение u Д, снимаемое со щетки токосъемного элемента. Реостат потенциометра, имеющий полное сопротивление R, запитывается от двух источников питания напряжением + u П и – u П, соединенных в точке «0». Максимальный угол перемещения щетки относительно середины потенциометра равен половине рабочего угла В режиме холостого хода (R н = ∞) выходное напряжение датчика , (2.2) где q n – передаточное число повышающего редуктора. Преобразуя правую часть формулы (2.2), получим . (2.3) В этом выражении сомножитель называют коэффициентом передачи (чувствительностью) датчика и обозначают буквой K Д: . (2.4) Видно, что при qп > 1редуктор повышает чувствительность потенциометрического датчика. Статическая характеристика (2.3) линейная при работе датчика в режиме холостого хода (R н = ∞). Подключение сопротивления нагрузки R н, соизмеримого с сопротивлением реостата потенциометра R,нарушает линейность из-за шунтирующего действия. Однако при отклонение от линейности не превышает значения 0,025 %, и характеристику можно считать линейной. Схема измерительного устройства на потенциометрах со средней точкой «0» показана на рисунке 2.2, где RC – потенциометр-датчик; RE – потенциометр-приемник; DA 1 – усилитель-сумматор.
Движки токосъемных элементов потенциометров кинематически связаны с задающей осью jвх(t) и осью jн(t) исполнительного устройства локальной системы. Снимаемые с потенциометров сигналы в виде медленных изменений напряжений U 1 и U 2постоянного тока поступают на вход усилителя-сумматора. На выходе усилителя напряжение u δ(t) пропорционально рассогласованию углового положения задающей jвх(t) и исполнительной jн(t) осей
. (2.5) Рисунок 2.2
Измерительное устройство применяют в маломощных системах слежения за изменением угла jвх(t), например, под воздействием медленных периодических возмущений. Возможную погрешность устройства оценивают по формуле для средней квадратической ошибки:
(2.6)
где d RC и d RE – пределы допустимой погрешности потенциометров датчика В локальных системах обычно применяют потенциометры второго класса точности, для которых d RC = d RE = 0,5 угловых градуса и редуктор, погрешность которого выбирают из ряда значений dр = 3…5 угловых минут. В некоторых системах измерительное устройство осуществляют по схеме, показанной на рисунке 2.3, где U вх – сигнал управления на входе локальной системы, сформированный на предыдущем, старшем по рангу уровне управления:
Измерительное устройство обладает меньшей погрешностью
(2.7)
Рисунок 2.3
На рисунке 2.4 приведена принципиальная схема измерительного устройства, которая нашла применение в ряде промышленных систем стабилизации и регулирования параметров технологического процесса, например уровня жидкости в резервуаре. Рисунок 2.4
При изменении уровня воды чувствительный элемент датчика (на рисунке не показан) поворачивает валик на угол jн(t), который перемещает движок потенциометра RE относительно заданного углового положения jз движка в потенциометре RC. Таким образом, измерительное устройство измеряет относительное рассогласование δ(t) = jз(t) – jн(t).
Основные характеристики устройства: – коэффициент передачи (чувствительность)
; (2.8) – средняя квадратическая погрешность
; (2.9)
– напряжение на выходе устройства
. (2.10)
Из сопоставления уравнений (2.5) и (2.10) следует, что независимо от схемы реализации измерительного устройства их структурные схемы имеют один и тот же вид, показанный на рисунке 2.5. Рисунок 2.5
Друг от друга отличаются только коэффициентом преобразования К Д и значением погрешности d, которые подлежат расчету. Пример. Считаем, что для заданных условий работы локальной системы выбран вариант измерительного устройства, принципиальная схема которого изображена на рисунке 2.3, и однооборотный потенциометр RE второго класса точности с характеристиками: сопротивление реостата R = 1,6 кОм; мощность рассеивания Р = 1 Вт. Максимальный угол поворота исполнительной оси . Расчет – передаточное число повышающего редуктора
, принимаем qп = 5; – напряжение питания
В;
– коэффициент преобразования
В/град
или В/рад; – возможная погрешность измерительного устройства при d RE = 30 угловых минут и погрешности редуктора dр=1,5 угловых минут.
угловых минут.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 84; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.77.114 (0.015 с.) |