50. Датчики. Общие положения. Резисторные датчики.

Датчики – элементы, которые выполняют непрерывное измерение и преобразование входной координаты в непрерывно изменяющуюся выходную величину. При этом входными величинами датчиков могут быть как электрические переменные (ток, напряжение, скорость), так и не электрические (линейные или угловые перемещения). В системах АЭП как правило выходной величиной является электрическая величина. Таким образом, по характеру входной величины датчики могут быть либо электрические, либо не электрические. По способу выдачи информации датчики делятся на аналоговые и дискретные.

Можно датчики квалифицировать по принципу действия – пассивные (параметрические) и активные (генераторные). При этом параметрические датчики преобразуют энергию дополнительного источника в электрический сигнал за счет изменения параметров элементов, которые входят в состав датчика. Это резисторные, емкостные, индуктивные датчики.

Генераторные самостоятельно вырабатывают электрический сигнал или используют дополнительную энергию для цепи возбуждения. Это тахогенераторы, сельсины, ВТ.

По конструкции датчики могут быть контактные или бесконтактные.

Резисторные датчики

Такие датчики могут быть использованы самостоятельно, как элемент линейного или углового перемещения, или как составная часть большинства датчиков электрических и неэлектрических величин. Основной элемент такого датчика это переменный резистор. Он подключается к источнику эталонного напряжения, а выходным сигналом является ток или напряжение.

Используются схемы (рис.6.2.а,б.):

- реостатная. Она целесообразна тогда, когда выходом является ток.

- потенциометрическая. Такая схема позволяет получать, а выходе напряжение.

Рис.6.2

Для такой схемы можно записать

U_вых = U_эт X/L = U_эт R₁/R = KX

Рис.6.3.

Ошибка таких датчиков определяется:

- Стабильностью эталонного напряжения,

- точностью изготовления R,

- стабильностью температуры.

Достоинствами является:

- простота конструкции, точность, безинерционность, малые габариты.

К недостаткам можно отнести:

- наличие механического контакта, неизностойкость.

51. Сельсины. Общие положения и работа в индикаторном режиме.

Это маломощная электрическая машина переменного тока, имеющая две обмотки:

- обмотку возбуждения,

- обмотки синхронизации.

Конструктивно сельсины могут быть:

- 3-х фазные, однофазные.

Однофазные имеют одну обмотку возбуждения и 3-х фазную обмотку синхронизации, где обмотки сдвинуты на 120⁰ относительно друг друга. Сельсины могут быть контактными и бесконтактными. В системах АЭП сельсины могут работать в двух режимах:

• индикаторном,

• трансформаторном.

Индикаторный режим

Рис.6.4.

Цель – передача сигнала на расстояние при незначительной мощности момента сопротивления приемника. При этом СП самостоятельно отрабатывает сигнал СД, не требуя дополнительных затрат.

При повороте СД, на какой – то угол СП поворачивается на такой же угол и в туже сторону. При этом появляется угол рассогласования Q=α –α¹.

При исследовании делаются допущения:

- Ф =const, - машина не насыщена, - индукция равномерна.

Так как сельсины включены встречно, то на одноименных обмотках появляется разность ЭДС.

ΔE₁=E₁ –E₁^/

Аналогично находим значения ΔE₂ , ΔE₃.

I₁= ΔE₁/2Z – где 2 Z - это сопротивление двух однотипных обмоток сельсинов.

Аналогично получим значения токов I₂ , I₃

I_сум. = I₁ + I₂ + I₃ - это означает, что при любом угле рассогласования ток будет равен 0.

При работе сельсина возникают моменты, их также необходимо определять.

F₁ = 1,8 I₁ w₁ k_об

F₂ = 1,8 I₂ w₂ k_об МДС

F₃ = 1,8 I₃ w₃ k_об

Сложив их, вместе получим результирующую МДС (F_рез.), которую в свою очередь можно разложить на продольную (F_прод.) и поперечную (F_поп.). Синхронизирующую работу выполняет только поперечная (F_поп.). При этом момент может быть либо статическим, либо динамическим.

Статический синхронизирующий момент – это момент на валу неподвижного ротора при угле рассогласования Q.

M_синх. =M_m sinQ

Динамический синхронизирующий момент возникает при вращении ротора сельсина и поэтому может быть:

- при равномерном вращении (ω=cons), - при неравномерном вращении (ω≠cons).

В общем случае, выражение для определения такого момента имеет вид