11. Аналогтық түрлендіріп бергіш.
Реттелетін физикалық шаманың белгілі бір деңгейден асу аспауын ғана білу үшін бинарлы түрлендіріп бергіш жеткілікті. Ал физикалық шама мәнінің қайсыбір үздіксіз интервалы туралы мәліметті алу қажет болғанда, аналогтық түрлендіріп бергіштерді пайдалану қажет болады. Өзгермелі шығыстық электр параметрлерінің түріне қарай аналогтық түрлендіріп бергіштер өзгермелі шығыстық кернеуі, тоғы және кедергісі бар болып үш топқа бөлінеді. Түрлендіріп бергіштер техникасының даму бағыты, оларды жасап шығару барысындағы мынадай мәселелердің өз шешімін тауып жатқандығын көрсетеді:
1.Интегралдық орындалу. Интегралдық технология базасында түрлендіріп бергіштерге күшейткіштер, АЦТ және басқа интерфейс схемалары орнатылады. қазіргі кескіндеу түрлендіріп бергіштері толығымен БИС технологиясы бойынша дайындалады.
2.Комбинациялау. Бірнеше түрлендіріп бергішті бір қорапқа жинастырғанда әмбебап түрлендіріп бергіш жасалып, бір мезетте бірнеше физикалық параметрлерді тіркеуге мүмкіндік береді. Түрлендіріп бергіштерді орындаушы құрылғылармен де комбинациялауға болады.
3.«Зерделендіру». Түрлендіріп бергіштер мен микропроцессор бір қорапта дайындалады. Бұл жағдайда түрлендіріп бергіштер тіркейтін сигналдар шығысқа бірден дәл өз күйінде берілмей, микропроцессор арқылы қайта өңделіп, бақылауға алынады. Содан кейін ғана микропроцессор алынған деректерге және қоршаған орта күйіне сәйкес шешім қабылдайды. Бұл жалған ақпарат рұқсат етілмейтін жүйелерде өте тиімді.
12. ПотенциометрлIк ЖәНе индуктивтiк тҮрлендIргIштер
Потенциометрлік түрлендіргіш сезгіш элементтің (жылжымалы жанаспаның) ығыстырылуын өзінің электр кедергісін өзгертуі нәтижесінде тұрақты не айнымалы тоққа түрлендіреді. Жылжымалы жанаспалы бұрыштық (2.10,а-сурет) және сызықтық (2.10,б-сурет) ығысатын түрлендіргіштер бар. Потенциометрлік түрлендіргіш жылжымалы жанаспадан (1) және реахордтан (2)тұрады. Жылжымалы жанаспаның әртүрлі күйінде онымен В нүктесінің арасындағы кедергі өзгеріп, қорек көзінен өлшеуіш аспаптың клеммасына берілетін кернеудің (Uo) шамасы да өзгереді.
1
2 1
А
В
Uo Uo
а) б)
1
2
А В
Uo
в)
2.10 - сурет
Түрлендіріп бергіштің реахорды сыртына бір қатар сым оралған изоляциялық материалдан жасалған қаңқа түрінде болады. Орам үшін сыртында қабығы жоқ омдық кедергісі үлкен константан, нихром, фехрал және т.б. қорытпадан жасалған сымды пайдаланады. Орам сыртымен жылжымалы жанаспа қозғалады. Реахордтың құрылысына қарай потенциометрлік түрлендіргіш сызықтық және функционалдық болып екі түрге ажыратылады.
Сызықтық потенциометрлік түрлендіргіштердің қаңқа қимасы, сым диаметрі және орам адымы өзгермейді. қорек кернеуі мен орам ұзындығы тұрақты шама болғандықтан, шығыстық кернеу жылжымалы жанаспаның ығысу шамасына тура пропорционал болады.
Функционалдық потенциометрлік түрлендіргіштердің сым орамының қимасы біркелкі емес қаңқағы оралуының нәтижесінде, сипатамасы бейсызықтық болып келеді. Мұндай түрлендіргіштер бірнеше сызықтық түрлендіргіштердің бір-бірмен тізбектей қосылғандығы іспеттес. Түрлендіргіштердің сипатының бейсызықтылығын сызықтық түрлендіргіштердің орамының жеке бөліктерін әртүрлі резисторлармен шунттау арқылы да алуға болады.
Потенциометрлік түрлендіргіштер реостат (2.10, а,б-суреттер) немесе потенциометр (кернеу бөлгіш) (2.10 ,в-сурет) схемасы бойынша қосыла алады. қосу схемасына сәйкес жылжымалы жанаспаның ығысуы не тоқ (тізбектей қосқанда), не кернеу (бөлгіш схемасы бойынша қосқанда) өзгерісіне түрленеді. Схеманың біріншісі өте сирек қолданылады, өйткені бұл схема жалғастырғыш сымдардың кедергісінің және жанаспа мен реахорд орамының арасындағы өтпелі кедергінің ықпалының салдарында түрлену дәлдігін ойдағыдай қамтамасыз ете алмайды.
Потенциометрлік түрлендіргіштерді пропорционалды аймағы 20% не 100%-тік етіп жасайды. Соңғысы кең тараған, өйткені олар өлшеуіш аспаптың бүкіл шкаласын қамтиды.
Потенциометрлік түрлендіргіштердің кемшіліктеріне жылжымалы жанаспаның болуы және сызықтық сипаттаманы алу қиындығы жатады. әйтесі де құрылысының қарапайымдылығы мен күшейткішті қажет етпеуі аталған кемшіліктердің орнын басады. Потенциометрлік түрлендіргіштер механикалық ығысуды түрлендіру үшін автоматтандыру саласында кеңінен қолданылады.
Индуктивтік түрлендіргіштер аздаған сызықтық не бұрыштық ығысуларды электр сигналдарына түрлендіруге пайдаланылады. Олардың әрекет принципі катушканың индуктивтік кедергісінің магнит өткізгіштігі саңылаудың өзгерісіне, магнит өткізгіштің катушка ішінде ығысуына не саңылау ауданының өзгерісіне тәуелділігіне негізделген.
Жылжымалы зәкірі бар индуктивтік түрлендіргіш магнит өткізгіші және жылжымалы зәкірі бар индуктивтік катушка түрінде болады. Статор деп аталатын магнит өткізгіші бар индуктивтік катушка қозғалмайтындай болып бекітіледі, ал оның зәкірі ығысуын электр сигналына түрлендіру қажет басқару объектісінің қозғалмалы бөлігімен механикалық түрде жалғасады. Зәкір ығысқанда ауа саңылауы өзгеріп, катушканың индуктивтік кедергісі өзгереді. Осының салдарынан кернеуі тұрақты болғандықтан шығыстық тоғының шамасы да өзгереді. Жалпы, саңылауының үлкеюіне қарай түрлендіргіштің сезімталдығы кеми бастайды, сол себепті бұл түрлендіргіштерді 2 мм-ге дейінгі ығысуды өлшеу не бақылау үшін пайдаланады. Дәл осындай жұмыстық ығысу аймағында олардың сезімталдығы 2 мкм-ден аспайды.
Ығыспалы магнит өткізгіші бар индуктивтік түрлендіргіштер 50 мм-ге үлкен ығысуларды өлшеуге қабілетті.
Ауа саңылауның ауданы өзгермелі индуктивтік катушканың статикалық сипаттамасы тек бір белгілі учаскеде ғана сызықты болып келеді. Актив кедергі индуктивтік кедергімен салыстырмалы болған уақытта сипаттаманың сызықтығы да бұзылады.
Аталған индуктивтік түрлендіргіштердің барлығының сенімділігі жоғарғы, жұмыс істеу мерзімі ұзақ болып келеді, сонымен қатар олардың шығыстық сигналының қуаты үлкен болады. Бұл түрлендіргіштердің кемшіліктеріне статикалық сипаттаманың реверсивті еместігін, зәкірдің ығысуына шек қойылуын, бос жүріс тоғының болуын және түрлендіргіш жұмысына қорек кернеуі амплитудасы мен жиілгі тербелісінің теріс ықпал тигізуін жатқызуға болады.
Мұндай кемшіліктер дифференциалдық индуктивтік түрлендіргіштерде мүлдем болмайды. Дифференциалдық индуктвтік түрлендіргі индуктивтік катушкалары бар екі статор мен бір жылжымалы зәкірден тұрады. Зәкір ортаңғы күйінен ауытқығанда екі катушканың да индуктивтік кедергілері өзгеріп, түрлендіргіштің шығысында кернеу пайда болады. Индуктивтік катушкалар дифференциалдық өлшеуіш схемасына, не көпірлік өлшеуіш схемасының шектес иіндері ретінде болып қосылуы мүмкін. Жоғарыда қарастырылған конструкциялармен салыстырғанда дифференциалдық индуктивтік түрлендіргіштердің дәлдігі мен сезімталдығы барынша жоғары. Олардың статикалық сипаттамасы сызықтық әрі реверсивті болып келеді. Сондықтан да олар кең таралған.
Трансформаторлық түрлендіргіштер индуктивтік түрлендіргіштердің бір нұсқасы болып келеді. Олар орамдар арасындағы өзара индуктивтік коэффициентінің өзгеруі есебінен туатын айнымалы трансформация коэффициенті бар трансформаторлар түрінде болады. Оларды көбінесе кішігірім сызықтық немесе бұрыштық ығысуды электр сигналына - айнымалы тоқ кернеуіне - түрлендіру үшін пайдаланады.
Ұсынылатын әдебиеттер:
1. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.д. транспорте. А.А.Устинский и др. М.: Транспорт, 1985-439с.
2. Казаков А.А. и др. Устройство автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1992-390с.
3.Кондратьева Л:А. Устройство железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1983-238с.
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары (3- тақырып) [1,2,3]
1. Бергіштер сипаттамасы
2. Транзистор құрылымы
3. Тоқ пен кернеуді өлшегіштер