Преобразователи сигнала

Нормирующий преобразователь

Предназначен для преобразования некоторого сигнала в стандартные электрический (Ест=0-5 мА, 4-20 мА, 0,-10 В) или пневматический (Pст=0,02-0,1 МПа) сигналы.

Принципы построения нормирующих преобразователей:

• Принцип компенсационного преобразования [преобразователи компенсационного типа]. В основном преобразуется сила в стандартный сигнал.

• Принцип прямого преобразования [преобразователи прямого преобразования]. В основном для температуры.

Преобразователи компенсационного типа [«сила-давление», S->Pст]

Основной элемент преобразователя – элемент сопло-заслонка.

S1 – сила, формируемая измерительным преобразователем

S2 – сила, формируемая ООС

, - эффективная площадь сильфона

В равновесном состоянии моменты сил S1 и S2 равны M1=M2, тогда Pвых=k`*S₁

Преобразователи компенсационного типа [«сила-ток», S->Eст]

Основной элемент преобразователя – конденсатор, элемент ООС – электромагнит.

S1 – сила, формируемая измерительным преобразователем

S2 – сила, формируемая ООС

В равновесном состоянии моменты сил S1 и S2 равны M1=M2, тогда Pвых=k`*S₁

Схема прямого преобразования

Схема строится на транзисторах и представляется в виде:

На таком принципе строятся датчики (давления, уровня, расхода). В таких датчиках сенсор – поликремниевая мембрана с тензодатчиком. Если в датчик встроен микропроцессор, то это интеллектуальный датчик.

Интеллектуальный датчик для температуры позволяет:

• Совместимость с любыми сенсорами (ТХА, ТХК, ТС)

• Компенсация холодных спаев для термопар

• Линеаризация сигнала сенсора

• Работа на любом линейном участке

• Диагностика работоспособности

• Установка технических единиц

Имеет память, в которой хранятся границы диапазона, коэффициенты коррекции, константы настройки. Для программирования используется коммуникатор.

Интеллектуальный датчик для давления позволяет:

• Линеаризация сигнала сенсора

• Работа на любом линейном участке

• Диагностика работоспособности

• Установка технических единиц

• Вывод показаний в цифровой форме

Электро-пневмопреобразователь эпп

Используется для преобразования стандартного электрического (0-5 мА) в стандартный пневматический сигнал (0,02-0,1 МПа)

Коэффициент усиления можно варьировать изменяя длину плеч

Контроллеры и автоматические регуляторы

Это основной элемент локальной системы (САР). САР работает в локальной системе.

Задача: стабилизация технологического параметра, т.е. поддержание технологического параметра на заданном значении.

Как контроллер, так и АР на выходе могут формировать законы регулирования.

Законы регулирования – зависимости выхода от входа.

,

Хр направлено на устранение рассогласования между У и Уо

Существует три аналоговых закона регулирования:

1. Пропорциональный [-П-]

2. Пропорционально-интегральный [-ПИ-]

3. Пропорционально-интегрально-дифференциальный [-ПИД-]

Пропорциональный закон регулирования [-П-]

Хр-регулирующее воздействие

У-рассогласование

К-коэффициент усиления (0,05-50)

Недостаток: при его использовании в САР всегда будет статическая ошибка, т.е. небольшое отклонение текущего значения от заданного.

Используется там, где допустима статическая ошибка

Пропорционально-интегральный закон регулирования [-ПИ-]

, Ти - время интегрирования

Преимущество: позволяет получать точное регулирование, т.е. отсутствует статическая ошибка.

Пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования [-ПИД-]

К, Ти, Тд - параметры настройки регулятора

Тд - время дифференцирования

Позволяет проводить точное регулирование, статическая ошибка отсутствует. Используют для очень инерционных объектов, в частности, для автоматизации печей. Данный закон, за счет третьей составляющей, позволяет проводить регулирование с опережающим воздействием