Балансна автоматична система вимірювання

Балансна (компенсаційна, і зрівноважена) система застосовується для підвищення точностіі збільшення вихідної потужності. Балансні системи можна розділити на системи безперервного балансування і системи періодичного балансування.

Балансна вимірювальна система вимірювання є більш складною у порівнянні з небалансною системою, але у першій виключаються багато похибок,які виникають у результаті зовнішніх та внутрішніх впливів.

 

Лекція 10

Автоматичні системи сигналізації. Автоматичний потенціометр.

Автоматичний міст.

Автоматичні системи сигналізації, будучи простими видами автоматичних систем контролю, служать для передачі оператору відомостей про хід виробничихних процесів за допомогою світлових або звукових сигналів.

Розрізняють три види автоматичної сигналізації: контрольна, попереджувальна і аварійна.

Контрольна сигналізація призначена для сповіщення оператора про включення або відключення механізмів і пристроїв, про положення органів управління,

про зміни в системі і т.д. Звичайно для цієї сигналізації застосовують лампи зеленого, синього і місячно-білого кольору.

Попереджувальна сигналізація призначена для автоматичного сповіщення про виникнення порушень режимів роботи систем, машин, процесів, які можуть привести до важких наслідків. Для залучення уваги оператора попереджувальна сигналізація виконується за допомогою ламп червоного кольору або сирен, дзвінків і т.д.

Аварійна сигналізація призначена для автоматичного сповіщення оператора про наявність або небезпеку виникнення пожежі, про небажане припинення виробничого процесу і інші явища, які можуть привести до аварії або катастрофи.

Крім того, залежно від характеру передачі сигналу з чутливого елементу до відтворюючого автоматичні системи сигналізації діляться на недистанційні, дистанційні і телемеханічні.

Недистанційна (місцева) автоматична сигналізація— це така сигналізація, яка здійснюється в безпосередній близькості від контрольованого об'єкту.

Прикладом недистанційної системи сигналізації є реле розмірів

Реле контролю розмірів (електроконтактні вимірювальні головки) використовуються для визначення відхилень лінійних розмірів виробу від норми. За конструкцією вони поділяються на безважільні (рис. 10.2) та важільні (рис. 10.3) (1— вимірювальний виріб, 2 — вимірювальний шток, 3—нерухомий контакт мінімального розмі­ру, 5— те ж саме, максимального; 4—рухомий контакт; В—ва­жіль). У важільному реле величина контрольованого допуску ре­гулюється за допомогою мікрометричних гвинтів 6та 7.

Схема вмикання сигнальних елементів для електроконтактних вимірювальних головок — на рис. 10.2 якщо рухомий контакт 4не торкається нерухомих, то світиться неонова лампа з написом «Нор­ма»; якщо він торкається верхнього нерухомого 5— світиться лам­па «Брак+»; якщо рухомий контакт 4торкається нижнього неру­хомого 3— світиться лампа «Брак —».

 

Прикладом дистанційної автоматичної системи сигналізації є схема протипожежної сигналізації з фоторезистором, показана на рисунку 10.1.

Приведена схема використовується там, де може бути самовозгорання легкозаймистих речовин. Як чутливий елемент застосовується фоторезистор R₃, який увімкнений між дільником напруги R₁, R₂, базою транзистора Т₁ і змінним резистором R₄.

Якщо фоторезистор R₃ не освітлений, то опір його великий і транзистори Т₁ і Т₂ закриті. При появі спалаху світла на ділянці, що охороняється, світло впливає на фоторезистор R₃, опір останнього різко зменшується і транзистори Т₁ і Т₂ відкриваються. При цьому спрацьовує електромагнітне реле ІІ, увімкнене в коло колектора транзистора Т₂, і своїм контактом замикає коло сирени III, виконуючої роль відтворюючого елементу. Фоторезистор R ₃ і дільник напруги R₁, R₂ підключені до двокаскадного підсилювача, виконаного на основі транзисторів Т₁ і Т₂ за допомогою лінії зв'язку І.

Дистанційні автоматичні системи сигналізації широко застосовуються в науці і техніці.

Автоматичний потенціометр

 

На рисунку 10.4 показана функціональна схема автоматичного потенціометра для вимірювання ЕРС (Ех). Для контуру з напругою Uк, Ех, Uвхможна записати Ubx = Ex—Uk. Якщо Uk≠Ех, то на вході підсилювача постійного струму (ППС) буде напруга U_BX, яка підсилюється і подається на електродвигун (ЕД). Вал двигуна переміщає движок потенціометра і пов'язане з ним пір’ячко самописного приладу. При переміщенні движка потенціометра змінюється компенсуюча напруга U_K. Коли вона стане рівним Ех (тобто E_X=U_{K )}, то напруги на вході і на виході підсилювача постійного струму будуть рівні нулю. Отже, двигун зупиниться.

При Eх>Uк і Uвх>0 електродвигун переміщатиме движок і пір’ячко самописного приладу, наприклад, управо, а при Ех< U_K — вліво, поки знову не вийде рівністі E_X=U_K. Таким чином, пір’ячко самописного приладу стежитиме за Ех, тобто за вимірюваною ЕРС. При переміщенні паперової стрічки з постійною швидкістю v пір'ячко викреслюватиме на ній графік зміни ЕРС в часі. Потенціометр (змінний резистор) живіться від джерела Е.

Автоматичний потенціометр застосовується для запису ЕРС термопар. У них використовується підсилювач з перетворенням сигналу, що поступає на обмотку управління двофазного електродвигуна. Обмотка збудження двигуна підключається до мережі змінного струму, напруга якої використовується як опорне для перетворювача.

У автоматичному потенціометрі застосовується компенсаційна вимірювальна схема, яка дозволяє вимірювати Ех без споживання потужності від джерела вимірюваної ЕРС, що є перевагою порівняно з іншими вимірювальними схемами. Недолік компенсаційної схеми — необхідність застосування еталонного джерела живлення Е.

 

Автоматичним мостом називається пристрій, що служить для автоматичного вимірювання і реєстрації опорів. Вимірюваний опір Rx, який є вихідною величиною параметричного датчика (наприклад, тензодатчика), включається в міст, який автоматично балансується (рисунок 10.5).

При збільшенні опору датчика Rx виникає напруга розбалансу Uвх, яка підсилюється підсилювачем змінного струму П і подається на обмотку управління двофазного електродвигуна ЕД. Двигун переміщає движок потенціометра і пір'я самописного приладу управо, поки не відновиться баланс моста. Тоді Ј/Вх = 0 і двигун зупиняється.

При зменшенні Rx відбувається зворотний розбаланс моста, фаза змінюється на 180°, що викликає обертання двигуна в іншу сторону. Движок і пір'я переміщаються вліво, поки знову не наступить баланс моста. Таким чином, пір'я самописця стежить за змінами опору датчика. При цьому воно малює на паперовій стрічці графік Rx—f(t). f

Автоматичні мости і потенціометри, що є системами автоматичного контролю, відносяться до стежачих систем автоматичного регулювання, оскільки в них виробляється сигнал помилки, який відпрацьовується системою.

 

 

 

Рисунок 10.5 Схема автоматичного мосту
Лекція 11

Призначення і класіфікація АСР