Промежуточные преобразователи (индуктивные).

Называют элемент, занимающий в измерительной цепи место после первичного измерительного преобразователя. Основное назначение – преобразование выходного сигнала первичного измерительного преобразователя в форму, удобную для последующего преобразования в сигнал измерительной информации для дистанционной передачи.

Классификация: электрические вх и выход, оптический вх и электрич вых, электрич вх и оптич вых, оптические вх и вых, электрич вх и механич вых, мезанич вх и электрич вых, механические вход и выход, такие же с пневматическим.

Индуктивный преобразователь. Действие их основано на изменении собственной или взаимной индуктивности катушек. Индуктивный преобразователь, используемый для измерения смещений (и тем самым давления или др) – линейный дифференц трансформатор (ЛДТ) в методе стр 19 рис 27. В основе работы ЛДТ лежит принцип изменения взаимной индукции между магнитосвязанными катушками, причем именно это изменение, а не изменение собственной индуктивности подлежит измерению.

Конструкция. На катушке преобразователя 5 из немагнитного материала (пластмассы) равномерно размещена первичная обмотка 1. Вторичная обмотка, намотанная поверх первичной, выполнена в виде вдух секций 2, 3 с одинаковым числом витков, причем эти секции электрически включены навстречу друг другу, т.е. выходное напряжение есть разность ЭДС, индуцируемых в этих секциях. Внутри катушки находится сердечник 4 из мягкого железа. Шток сердечника связан с подвижным элементом измерительного преобраз или осью указателя прибора. Дифф –трансформаторный преобраз размещается в цилиндрическом металлическом кожухе для защиты от внешних магнитных полей.

Зависимость выходного напряжения от положения сердечника. При малых смещениях напряжение на выходе ЛДТ изменяется линейно с перемещением сердечника и претерпевает изменение фазы на 180⁰, когда сердечник проходит через центральное положение, указывая на направление смещения сердечника.

«+» в нем отсутствует износ и трение движущейся части, такие системы характеризуются большим выходным сигналом при равных смещениях, а также и уменьшенными вариациями выходного сигнала при изменениях температуры, магнитного поля, напряжения и частоты питания.

 

Нормирующие преобразователи

Для преобразования выходных сигналов первичных измерительных преобраз в унифицированные сигналы для взаимного согласования входящих в АСУ элементов, дистанционной передачи сигналов по каналам связи служат нормирующие преобраз с унифицир сигналом, представляющие собой конструктивно законченные изделия.

Токовый унифицированный преобразователь (в методе стр 21 рис 30)

Непрерывно преобразует давление, перепад давления, расход, уровень и другие параметры в унифицир сигнал потосянного тока. Использован принцип электрической силовой компенсации. Состоит из: I- измерит преобраз и II – унифицир токового электросилового преобразов, представляющих единую конструкцию. В измерительной части I измеряемая величина преобразуется в пропорциональное усилие, компенсируемое усилием со стороны II. Измеряемый параметр, например перепад давления Δр=р₂-р₁, воздейсвтвуя на чувствительный элемент (вялую мембрану 1) измерит преобраз, преобразуется в усилие f1, создающее момент М1. Момент через рычажную систему 3 приводит к перемещению сердечника 4 индикатора рассогласования 5 диф-трансформаторного типа. Индикатор рассогласования 5 преобразует перемещение сердечника 4 в напряжение переменного тока, поступающее сначала на вход электронного усилителя 6, а затем на выпрямитель 7. Постоянный ток поступает в магнитоэлектрическое силовое устройство 8,9, где вырабатываются уравновешивающее усилие f2 и в последовательно соединенную с ним линию дистанционной передачи. Уравновешивающее усилие f2 создает момент М2 компенсирующий М1. Поскольку М1 пропорционален измеряемой величине Δр, а М2 – току, то I=KΔp.

 

9. Пневматический унифицированный преобразователь с силовой компенсацией (с 22 рис 33)

Непрерывно преобразует давление, перепад давления, расход, уровень и другие параметры в унифицир пневматический сигнал дистанционной передачи. Использован принцип пневматической силовой компенсации. Состоит из: I- измерит преобраз и II – унифицир пневматического силового преобразов, представляющих единую конструкцию. В измерительной части I измеряемая величина преобразуется в пропорциональное усилие, компенсируемое усилием со стороны II. Измеряемый параметр, например перепад давления Δр=р₂-р₁, воздейсвтвуя на чувствительный элемент (вялую мембрану 1) измерит преобраз, преобразуется в усилие f1, создающее момент М1. Этот момент определяется М1=К₁Δр. Давление воздуха р_вых в сильфоне отрицательной обратной связи 8 создает усилие и соответсвенно М2= К₂р_вых. Т.к М1 пропорционален измеряемому параметру, в данном случае Δр, а М2= р_вых, то р_вых=КΔр – давление на выходе пропорционально измеряемому. Настройка преобразователя на заданный предел измерений осуществляется перемещением сильфона 8 вдоль рычага 3.

10. Измерение давления. Жидкостные манометры (стр 23 рис 34 А,В,С)

Давлением р называют физ величину, хар-щую интенсивность нормальных сил f, с которыми одно тело действует на поверхность другого., например, жидкость на стенки аппарата: р=df/dA. Если распределение сил f вдоль поверхности равномерно, то давление на любую часть поверхности равно: р=f/A, где А – площадь поверхности.

Под абсолютным давлением р_абс в технологическом аппарате понимают полное давление газа или жидкости на его стенки. Избыточное давление: р_изб=р_абс-р_атм, при р_абс>р_атм. Если р_абс<р_атм, то вакуумметрическое давление: р_вак=р_атм-р_абс. За единицу измерения в системе СИ принят Па, равный давлению, которое вызывает сила в 1Н. Так же: кгс/см², мм.вод.ст, атм, бар. Приборы для измерения давления и разности давлений – манометры (стр 23 в методе).

Манометры – для измерения избыточного давления. Вакуумметры – для измерения вакуума (разрежения). Мановакуумметры- для измерения избыточных давления и разряжения. Дифманометры – для измерении яразности (перепада) давлений. Напоромеры – для измерения малых избыточных давлений. Тягомеры – для измерения малых разряжений. Тягонапормеры –для измерения малых избыточных давлений и малого разряжения.

По принципу действия: жидкостные, деформационные, электрические и т.д.

Жидкостные манометры

В таких манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равновесии давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости в другом.

Дифманометры предназначены для измерения расхода неагрессивных жидкостей, паров и газов путем определения величины перепада давления на измерительной диаграмме или ином дроссельном устройстве.

Две вертикальные сообщающиеся стеклянные трубки заполнены рабочей жидкостью до нулевой отметки и закреплены на основании, к которому прикреплена шкала. В одну трубку подается измеряемое давление, другая трубка сообщается с атмосферой. При измерении разности к обеим трубкам подводится измеряемое давление. Двухтрубный манометр – стеклянные трубки заполнены двумя несмешив жидкостями с близкими плотностями. Для удобства отсчета разности уровней используются однотрубные (чашечные) манометры. В таких манометрах одна трубка заменена широким сосудом, в который подается измеряемое давление. Трубка, прикрепленная к шкале, является измерительной и сообщается с атмосферой. Для большей чувствительности измерительную трубку устанавливают наклонно.

11. Измерение давления. Деформационные преобразователи давления (стр 23 рис 34 Е)

Давлением р называют физ величину, хар-щую интенсивность нормальных сил f, с которыми одно тело действует на поверхность другого., например, жидкость на стенки аппарата: р=df/dA. Если распределение сил f вдоль поверхности равномерно, то давление на любую часть поверхности равно: р=f/A, где А – площадь поверхности.

Под абсолютным давлением р_абс в технологическом аппарате понимают полное давление газа или жидкости на его стенки. Избыточное давление: р_изб=р_абс-р_атм, при р_абс>р_атм. Если р_абс<р_атм, то вакуумметрическое давление: р_вак=р_атм-р_абс. За единицу измерения в системе СИ принят Па, равный давлению, которое вызывает сила в 1Н. Так же: кгс/см², мм.вод.ст, атм, бар. Приборы для измерения давления и разности давлений – манометры (стр 23 в методе).

Манометры – для измерения избыточного давления. Вакуумметры – для измерения вакуума (разрежения). Мановакуумметры- для измерения избыточных давления и разряжения. Дифманометры – для измерении яразности (перепада) давлений. Напоромеры – для измерения малых избыточных давлений. Тягомеры – для измерения малых разряжений. Тягонапормеры –для измерения малых избыточных давлений и малого разряжения.

По принципу действия: жидкостные, деформационные, электрические и т.д.