7.5 Индуктивные датчики скорости

Н а рис. 7.5 и 7.6 показаны устройства индуктивных датчиков скорости вращения вала. В обоих случаях вращающаяся часть выполняет функцию ярма, замыкающего магнитный ток. На рис 7.5 ярмо представляет собой постоянный магнит. Когда магнит занимает горизонтальное положение между двумя полюсами сердечника, магнитный поток

сердечника становится максимальным и магнитные силовые линии поля направлены в одну сторону. При удалении магнита индукция поля падает. При приближении другого полюса постоянного магнита происходит изменение направления магнитных силовых линий поля. Изменяющийся магнитный поток наводит ЭДС индукции в обмотке и создает импульсы напряжения, которые считываются электронным счетчиком импульсов. На рис 7.6. имеются две обмотки, но вместо постоянного магнита установлено вращающееся ярмо в виде элемента, замыкающего магнитный поток, при этом вращающийся сердечник изготовлен из железа. Переменный ток источника питания наводит в измерительной обмотке низкую ЭДС, поскольку магнитный поток слаб и рассеян. Когда сердечник замыкает магнитный поток (переходит в горизонтальное положение) наведенная ЭДС становится максимальной.

7.6 ЕМКОСТНЫЕ ДАТЧИКИ СКОРОСТИ

Д ля измерения скорости вращения валов применяют специальный конденсатор переменной емкости, рис 7.7. Диск конденсатора 3 имеет форму шестерни и при вращении то совпадает с положениями пластин 1 и 2, то отходит от них. При этом емкость системы конденсаторов 1-2-3 изменяется. Мост переменного тока фиксирует эти изменения, и на выходе U возникают импульсы напряжения, пропорциональные скорости вращения вала.

7.7 ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ СКОРОСТИ

Широко распространен фотоэлектрический метод измерения скорости

валов, показанный на рис 7.8 в проходящем световой потоке. Лампа накаливания или светодиод посылает постоянный световой поток к фотодиоду. Поскольку фотодиод является генераторным датчиком, то он вырабатывает и напряжение, которое регистрируется усилителем и посылается на счетчик. Чем больше просечек имеет диск, тем точнее отсчет угла поворота. Современное производство требует высокой точности отсчета не только числа оборотов двигателя, но и углов поворота. Иногда необходимо повернуть вал двигателя на строго определенный угол с точностью до минут. В таких случаях применяют датчик угла поворота с большим числом мелких просечек. В случае задания угла поворота в цифровом (дискретном) виде устанавливается несколько рядов просечек по кругу вдоль контура диска. При этом определенному положению диска соответствует определенное значение двоичного кода. Такие счетчики позволяют с высокой степенью точности производить поворот вала на определенный угол. Счетчики такого типа устанавливаются бензозаправочных станциях, на которых заправляют в бензобак топливо с точностью до сотой доли литра.

Иногда вместо диска с просечками применяют диск с затемненными и светлыми участками без просечек. Свет проходит через светлые участки.

На рис. 7.9 показана считывающая система в отраженном свете. Свет от лампы или светодиода направляется на черно-белый диск. Белые участки обладают хорошей отражательной способностью. Отраженный световой поток попадает на светодиод и регистрируется счетчиком импульсов. Темное пространство свет поглощает, поэтому отраженного света нет, и наступает пауза в счете.

8 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

8.1 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА

Регулированием называется управление, сопровождающееся непрерывным контролем и поддержанием заданного значения параметра. Иначе говоря, это операция поддержания регулируемой величины, равной заданному значению.

Регулируемой величиной называют параметр, которым необходимо управлять.

Автоматическим регулированием называется такое управление, при котором контроль и регулирование параметра осуществляется без вмешательства человека.

Совокупность устройств, состоящая из датчика - первичного преобразователя, сравнивающего и исполнительного устройства, называется автоматическим регулятором.

Датчики обратной связи - преобразователи неэлектрических величин (давление, расход, уровень, концентрация, влажность и т.) в электрический сигнал. Датчики имеют следующую классификацию:

1) датчики активного сопротивления;

2) датчики реактивного сопротивления;

3) генераторные датчики;

4) сельсины;

5) вращающиеся трансформаторы;

6) датчики с двойным преобразованием сигнала и т.д.

Для осуществления автоматического регулирования необходимо измерить текущее значение регулируемой переменной , сравнить его с заданным значением и по отклонению выработать управляющее воздействие на объект регулирования (ОР), направленное на ликвидацию отклонения регулируемой переменной от её заданного значения. Текущее значение регулируемой переменной измеряется устройством, называемым первичным измерительным преобразователем или измерительным устройством (датчиком). Заданное значение регулируемой переменной устанавливается задающим устройством. Регулируемая переменная сравнивается с её заданным значением в суммирующем устройстве. Для повышения точности измерения регулируемой переменной выходной сигнал измерительного устройства, как правило, имеет небольшую мощность.

В связи с этим в автоматическом регуляторе (АР) (рис. 8.1) предусмотрено усилительное устройство, усиливающее сигнал рассогласования (отклонения). Чтобы ликвидировать это отклонение, АР должен воздействовать на ОР по определенному закону, поэтому в АР должно быть устройство,

формирующее требуемый закон регулирования. Формирующее устройство (ФУ) может быть включено как в прямой канал регулирования, так и в виде звена отрицательной обратной связи, охватывающей усилительное устройство.

Воздействие на регулируемую переменную АР осуществляет через регулирующий орган, перемещаемый специальным устройством, называемым исполнительным механизмом.

Для автоматизации технологических процессов целлюлозно-бумажного и лесохимического производства требуется применение большого количества АР. По ряду существенных отличительных признаков АР могут быть разделены на ряд групп и подгрупп. Рассмотрим их основные группы.