Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки




\~22D

Рис. 4.58

ваемая первичным преобразователем (модулем), через рычажную систему, состояпою из рычагов 1, 2, передается на рьиаг 3. На этом рычаге смонтирован сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя 5 и катушка 6 магнитоэлектрического обратного преобразователя 7. Рычажная система преобразует силу F в силу Fl = kF, приведенную в катушке 6. Коэффициент к равен передаточному отношению рычажного механизма. Сила вызьшает перемещение якоря дифференциально-трансформаторного преобразователях. При этом на его выходе появляется нагряжение U - кх. Нагряжение усиливается усилителем 8 и преобразуется в ток / = ккх = - SiX, где - чувствительность прямого преобразователя, Агг - коэффициент усиления усилителя. Ток проходит через сопротивление нагрузки Д„ и обмотку преобразователя обратной связи б. Под действием тока обратный преобразователь развивает силу, пропорциональную току / и стремящуюся уменьшить перемещение х:

Д , = S,I = S1S2X = Wx,

(4.159)

meSi -чувствитепьность обратного преобразователя.



Обратный преобразователь развивает силу, аналогичную силе упругости обычной пружины, коэффициент W характеризует ее жесткость.

Сила Fi перемещает сердечник до тех пор, пока она не уравновесится силой обратного преобразователя /ос- Выходной ток преобразователя

= ос/ = (4.160)

при равновесии пропорционален силе Fj.

Структурная схема преобразователя может быть представлена, как показано на рис. 4.5. В § 4.1.4 было показано, что если W = SyS > > 1, то характеристика греобразователя полностью определяется гре-образователем обратной связи. Изменение характеристик прямого преобразователя 1 мало влияет на характеристики сложного преобразователя с обратной связью. Погрещность сложного преобразователя (4.49) в основном огределяется погрешностью преобразователя 2 обратной связи. Когда требуется линейная функция преобразования сложного преобразователя силы в унифицированный электрический сигнал, в качестве преобразователя 2 применяется магнитоэлектрический преобразователь. Известно, что он является наиболее точным электромеханическим обратным преобразователем с линейной функцией преобразования.

В некоторых случаях, например для построения расходомеров с сужающими устройствами, требуется функция преобразования / = = ky/Fi. В этом случае в качестве обратного применяется электромагнитный преобразователь. При фиксированном перемещении якоря его функция преобразования имеет вид

F = к п. (4.161)

ос ос ,

Поскольку при равновесии подвижной части Fj = F , то

= V/ = V. (4.162)

где к =

Чувствительность преобразователя силы (см. рис. 4.58) может в случае необходимости изменяться при настройке в некоторых греде-лах. Это изменение производится путем изменения передаточного отношения рычажного механизма посредством перемещения подвижной опоры 9 вдоль Г-образного рычага 2. Предел изменения входной силы F можно изменять от 5 до 50 И. Для коррекции нулевого положения подвижной системы и для балансировки веса деталей и узлов, фисоединенных к преобразователю, имеется регулировочная пружина 10.



Диапазон изменения выходного тока составляет 0-5 или 0-20 мА. Основная приведенная погрешность не гревышает ±0,4 или ±0,6 %. Погрешность не выходит за пределы основной, если сопротивление линии связи меиоду преобразователем и нагрузкой не превышает 1 кОм. Включив в качестве сопротивления нагрузки резистор с номинальным значением 2 кОм или 500 Ом, можно голучить унифицированное значение выходного сигнала с гредельным значением 10 В.

На основе электросилового датчика, агрегатно подсоединяя к нему различные первичные модули, образуют датчики большого числа различных физических величин. Наиболее широкий ряд образован различными датчиками давления или разрежения: датчиками абсолютного (барометрического) и избыточного давления, разности давлений. Датчики разности давлений могут использоваться для измерения напора жидкости или газа в трубах или тяги в дымоходах. В этом случае они называются датчиками напоромеров или тягомеров.

Перечисленные датчики имеют линейную функцию преобразования. Датчики разности давления могут использоваться в расходомерах с сужающим устройством. В этом случае датчик разности давлений называется датчиком расходомера. Он имеет функцию преобразования (см. § 4.3.3)

/ = ArV(p, -РгУ, (4.163)

где к - козффищтент пропорциональности; Pi и Рг - давление до и после сужающего устройства.

Первичными измерительными преобразователями в перечисленной группе датчиков служат сильфоны или упругие манометрические трубки. Когда в них подается давление, они деформируются и развивают силу, воздействующзто на рычаг 1- Эта сила компенсируется силой, развиваваемой электросиловым преобразователем. Диапазоны измерения датчиков давления лежат в гределах от 400 Па до 10* кПа, классы точности 0,6 и 1,0.

На основе электросилового преобразователя разработан ряд буйковых уровнемеров. Принципиальная схема уровнемера типа УБ-Э гри-ведена на рис. 4.59, где применены те же цифровые обозначения, что и на рис. 458. Буек 11 представляет собой цилиндр, погруженный в резервуар, уровень жидкости в котором нужно измерить. Эффективный вес буйка зависит от уровня его погружения, поскольку на него действует выталкивающая сила.жидкости. Эффективный вес буйка с помощью рычажной системы приводится к Т-образному рычагу 1 электросилового преобразователя и уравновешивается им. Начальный вес подвижной системы уровнемера уравновешивается противовесом 12. Коррекция нуля прибора осуществляется изменением натяга пружины 10. Диаметр буйка может изменяться от 140 до 6 мм, длина - от 0,04 до 16 м.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [64] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0122