
- •Н.А. Стрельников, 2006
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Общие понятия и классификация
- •2. Элементы промышленной автоматики
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Характеристики управления элементов
- •2.3. Основные параметры элементов
- •2.3.1. Параметры элементов с непрерывной характеристикой управления
- •2.3.2. Параметры элементов с релейной характеристикой управления
- •3. Динамические свойства элементов
- •3.1. Виды стандартных входных сигналов (возмущений) и реакция элементов
- •3.2. Виды типовых элементов (звеньев)
- •4. Чувствительные элементы (преобразователи)
- •4.1. Основные характеристики преобразователей
- •4.2. Параметрические преобразователи
- •4.2.1. Резисторные преобразователи
- •Потенциометрические преобразователи (потенциометры)
- •Тензометрические преобразователи (тензорезисторы)
- •Терморезисторные преобразователи (терморезисторы)
- •Угольные преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи (фоторезисторы)
- •4.2.2. Индуктивные преобразователи
- •4.2.3. Трансформаторные преобразователи
- •4.2.4. Емкостные преобразователи
- •4.3. Генераторные преобразователи
- •4.3.1. Термоэлектрические преобразователи (термопары)
- •4.3.2. Индукционные преобразователи
- •4.3.3. Пьезоэлектрический преобразователь
- •4.3.4. Вентильные фотоэлементы (фотодиоды)
- •4.4. Неэлектрические преобразователи
- •4.4.1. Преобразователи усилия и давления
- •4.4.2. Преобразователи скорости
- •4.4.3. Преобразователи ускорения
- •4.4.4. Преобразователи температуры
- •5. Датчики
- •5.1. Датчики с последовательным соединением элементов
- •5.2. Дифференциальные датчики
- •5.3. Компенсационные датчики
- •5.4. Основные виды датчиков в устройствах промавтоматики
- •6. Логические элементы
- •2) Полупроводниковые.
- •7. Исполнительные устройства
- •8. Регуляторы
- •1. Двухпозиционное (жесткое) регулирование
- •2. Ступенчатое регулирование
- •3. Пропорциональное (плавное) регулирование
- •9. Структурные схемы устройств автоматики
- •9.1.Структурные схемы с разомкнутой цепью воздействия
- •9.2. Структурш»1е схемы с замкнутой цепью воздействия
- •4. Система управления с последовательной коррекцией
- •6. Каскадная система управления
- •10. Основы конструирования простейших устройств автоматики
- •Описание объекта
- •Разработка структурной конструкционной схемы
- •Разработка принципиальной схемы
- •Компоновка
- •11. Темы курсовой работы
- •Приложения
- •Промышленная автоматика Учебное пособие
- •630092, Г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
4.4.2. Преобразователи скорости
а) Электромеханический преобразователь скорости (рис. 4.31).
В основе принципа действия лежит взаимодействие магнитного поля вихревых токов диска 2 и магнитного поля постоянного магнита 1. Постоянный магнит жестко связан с валом бис контролируемым объектом. Диск 2 вместе с валом 3 и стрелкой индикации скорости поворачивается на угол , который зависит от частоты вращения постоянного магнита.
Рис. 4.31. Электромеханический преобразователь скорости: / - постоянный магнит; 2 - диск металлический из сплава алюминия; 3 - вал, жестко соединенный с диском и стрелкой индикатора скорости; 4 - пружина, демпфирующая колебания стрелки; - угловое перемещение стрелки; 5 - шкала индикации скорости вращения; 6-вал
б) Центробежный преобразователь (рис. 4.32).
Рис. 4.32. Центробежный преобразователь:
1 — вал, соединенный с контролируемым объектом; 2 - система рычагов и тяг; 3 - пружина, возвращающая систему рычагов в исходное положение после снижения скорости вращения вала l; 4 - грузы, увеличивающие центробежную силу F, 5 - втулка, скользящая по валу; у - перемещение втулки; со - скорость вращения вала
4.4.3. Преобразователи ускорения
В преобразователях ускорения, рис. 4.33, 4.34 используется механическая инерционность.
Статическая характеристика управления
(4.20)
где Кп - коэффициент передачи. Величина коэффициента передачи зависит от веса деталей подвижной части преобразователя и жесткости пружины.
Рис. 4.33. Преобразователь ускорения с линейным перемещением груза:
/ - корпус, жестко связанный с контролируемым объектом; 2 - пружина; 3 - груз; 4 - поршень для демпфирования колебаний; х - перемещение корпуса преобразователя; у - перемещение груза
Рис. 4.34. Преобразователь ускорения
с угловым перемещением груза:
/ - корпус; 2 - груз; 3 - демпфирующие пружины;
y-линейное перемещение корпуса; ( -угловое
перемещение груза
Статическая характеристика управления:
4.4.4. Преобразователи температуры
Из этого вида преобразователей наиболее часто используются преобразователи на базе биметаллических пластин (рис. 4.35 и 4.36). Биметаллические пластины состоят из двух пластинок, изготовленных из материалов с разными температурными коэффициентами линейного расширения (инвар - сплав железа и никеля, молибденоникелевые или хромоникелевые стали и т.д.). Эти пластинки соединяются между собой с помощью точечной сварки или другим способом. При нагревании биметаллических пластин происходит их деформация, как результат разных линейных расширений материалов, входящих в состав биметаллической пластины.
Рис. 4.35. Температурный преобразователь с прямоугольной биметаллической пластиной:
а - принцип действия; б - характеристика управления;
у - деформация пластины; f - температура окружающей
среды
Рис. 4.36. Температурный преобразователь с биметаллическим диском:
а - принцип действия; б - характеристика управления; у - деформация пластины; t - температура окружающей
среды; tср - температура срабатывания преобразователя