- •Функциональная связь
- •Примеры объединения элементов в группы типовых звеньев
- •9. Элементы с непосредственным преобразованием
- •10. Согласование характеристик и основные параметры элементов с промежуточными преобразованиями
- •11.Схемы формирования электрических сигналов при наличии элементов–генераторов
- •12. Схемы формирования электрических сигналов при наличии элементов-модуляторов
- •13. Схемы формирования электрических сигналов при мостовой схеме
- •14. Датчики перемещения
- •15. Функциональные потенциометры
- •16. Датчики перемещения с изменяющейся индуктивностью (индуктивные датчики)
- •17. Датчики перемещения с изменяющейся емкостью
- •18. Датчики величины усилия
- •19. Датчики с изменяющейся эдс (пьезоэлектрические датчики)
- •20. Датчики скорости Тахогенераторы
- •21. Асинхронный тахогенератор (атг)
- •22. Понятие о магнитных усилителях (му)
- •23.Электромашинный усилитель с поперечным полем (эму с пп)
- •Выбор эму
- •25. Датчики угла рассогласования
- •26. Сельсин
- •27. Сквт
- •29. Исполнительные элементы
- •30. Шаговые двигатели
- •Двухфазный магнитоэлектрический шаговый двигатель
- •31. Нейтральное реле постоянного тока
- •Нейтральное реле постоянного тока состоит:
- •Тяговые и механические характаристики реле
- •Параметры реле
- •32. Способы изменения временных параметров реле.
- •Схемные способы
- •33. Поляризованное реле постоянного тока
- •Параметры
15. Функциональные потенциометры
Функциональные потенциометры, являющиеся носителями заданной программы или заданной функции в системах автоматики, характеризуются определенной зависимостью
Rx = f(x). Зависимость Uвых = φ(x) так же, как и у линейных потенциометров, при сопротивлении нагрузки Rн, соизмеримом с сопротивлением потенциометра, будет отличаться от зависимости Rx = f(x).
Поскольку при разработке систем автоматики заданным является зависимость
Uвых = φ(x), то при расчете потенциометра необходимо по заданной функции и принятому коэффициенту нагрузки найти функцию Rx = f(x) и по этой функции определить необходимый профиль каркаса потенциометра.
Приближенно можно принять, что высота каркаса Н функционального потенциометра меняется пропорционально производной от функции Rx = f(x), т.е.
.
Для наиболее часто встречающихся функций форма каркасов потенциометров приведена на рис.13.
Вследствие сложности намотки профильных потенциометров и невозможности получения профиля при в большинстве случаев вместо профильных потенциометров применяют к ступенчатые.
Это замена основана на том, что кривая Rx = f(x) заменяется отрезками прямых (аппроксимируется) таким образом, чтобы максимальное значение ошибки не превышало определенной величины.
При этом функциональный потенциометр как бы делится на несколько линейных потенциометров.
16. Датчики перемещения с изменяющейся индуктивностью (индуктивные датчики)
В данной группе датчиков изменяющимся параметром управляемой цепи является индуктивное сопротивление Х = , где - частота переменного тока; Lx – индуктивность датчика, изменяющаяся при перемещении подвижной системы датчика.
Эти системы применяются лишь на переменном токе, величина которого будет изменяться при изменении Х = .
Простейшим датчиком данной группы является дроссель и изменяющимся воздушным зазором или изменяющейся площадью его поперечного сечения (Sв = var) (рис.14).
Индуктивность дросселя при ненасыщенном магнитопроводе может быть выражена следующей формулой:
где - число витков обмотки дросселя;
- магнитное сопротивление сердечника и якоря;
- длина воздушного зазора, м;
Sв – площадь поперечного сечения воздушного зазора, м2.
Для тока и тангенса угла сдвига фаз в цепи нагрузки имеем:
İ = ,
,
где R – активное сопротивление обмотки дросселя;
Zн = Rн + ј - полное (комплексное) сопротивление нагрузки.
Таким образом, при изменении длины или площади поперечного сечения Sв – воздушного зазора будет изменяться величина тока и угол сдвига фаз между векторами напряжения тока.
Рис.14
Обычно применяют дифференциальную или мостовую схемы включения датчика.
Дифференциальная схема включения подобной системы с двумя дросселями показана на рис.15-а, а мостовая - на рис.15-б.
а) б)
0
Рис.15
Пример 1:
Определить индуктивность датчика, имеющего 18000 витков, = 5мм и площадь торца магнитопровода 400 мм2
L = 2 : 5*3.14*180002*400*10-10 =1603 Гн
Пример 2:
Определить число витков и диаметр провода, который надо намотать на датчик с площадью торца магнитопровода 180 мм2,чтобы при воздушном зазоре = 3мм по обмотке протекал ток 100 мА. Допустимая плотность тока jдоп=2,5 А/мм2, датчик питается от сети
220 В, f = 100 Гц.
Для того, чтобы определить число витков и диаметр провода, нужны формулы:
, , ,
. ,
мм