4.3.5. Преобразователи электрических сигналов

Преобразователи электрических сигналов — вспомогательные устройства АСУ, осуществляющие эквивалентное преобразование сигнала: модуляцию, демодуляцию, а также аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования.

Преобразователи электрических сигналов как типовые элементы САУ выполняют функции согласующих устройств без изменения количества информации, содержащегося в преобразуемом сигнале. Основные технические требования, предъявляемые к преобразователям электрических сигналов: точность и стабильность преобразования, а также высокое быстродействие.

Модуляция — изменение по заданному закону во времени параметров, характеризующих какой-либо стационарный физический процесс, например, изменение по определенному закону амплитуды, частоты или фазы гармонического колебания для внесения в колебательный процесс требуемой информации.

5.4.4. Нормирующие преобразователи

Для преобразования выходных сигналов первичных измерительных преобразователей в унифицированные сигналы для взаимного согласования входящих в АСУ элементов, дистанционной передачи сигналов по каналам связи служат промежуточные {нормирующие) преобразователи с унифицированным выходным сигналом, представляющие собой конструктивно законченные изделия. Принципиальные схемы основных преобразователей, применяемых в СУ ХТП, разбираются ниже.

4.4.1. Токовые нормирующие преобразователи для термопар и датчиков ЭДС

Действие токового нормирующего преобразователя для термопар основано на статической автокомпенсации.

4.4.2. Токовые нормирующие преобразователи для термопреобразователей сопротивления

4.4.3. Электропневматический преобразователь

Электропневматический преобразователь (ЭПП) (рис. 26) преобразует непрерывный унифицированный сигнал постоянного тока в унифицированный пневматический сигнал. Входной токовый сигнал преобразователя, например, = 0...5 мА, а выходной пневматический сигнал преобразователя = 0,02...0,1 МПа (0,2... 1 кгс/см²). Принцип действия электропневматического преобразователя основан на преобразовании тока в пропорциональное усилие с помощью магнитоэлектрического устройства 2—3. Это усилие компенсируется со стороны пневматической системы: переменного дросселя типа сопло—заслонка /, снабженного сильфонной жесткой обратной связью 4.

Р_п

Рис. 5.26. Упрощенная схема электропневмопреобразователя:

1 — преобразователь типа сопло—заслонка (переменный дроссель); 2— постоянный магнит; 3 — рычаге рамкой; 4— сильфон отрицательной обратной связи

4.4.4. Токовый унифицированный преобразователь

Токовый преобразователь (рис. 27) непрерывно преобразует давление (разрежение), перепад давления, расход, уровень и другие параметры в унифицированный сигнал постоянного тока. В токовом преобразователе использован принцип электрической силовой компенсации. Токовый унифицированный измерительный преобразователь состоит из измерительного преобразователя I (например, дифманометра) и унифицированного токового электросилового преобразователя II, представляющих единую конструкцию. В измерительной части I измеряемая величина преобразуется в пропорциональное усилие, компенсируемое усилием со стороны унифицированного токового электросилового преобразователя II.

Измеряемый параметр, например, перепад давления , воздействуя на чувствительный элемент (вялую мембрану 1) измерительного преобразователя, преобразуется в усилие , создающее момент . Момент через рычажную систему 3 приводит к перемещению сердечника 4 индикатора рассогласования 5 дифференциально-трансформаторного типа (выполняет функцию высокочувствительного нуль-прибора). Индикатор рассогласования 5 преобразует перемещение сердечника 4 в напряжение переменного тока, поступающее сначала на вход электронного усилителя 6, а затем на выпрямитель 7. Постоянный ток поступает в магнитоэлектрическое силовое устройство 8, 9, где вырабатывается уравновешивающее усилие , и в последовательно соединенную с ним линию дистанционной передачи. Уравновешивающее усилие создает момент , компенсирующий . Поскольку пропорционален измеряемой величине , а — току, то

Риc. 27. Схема токового унифицированногр измерительного преобразователя с силовой компенсацией:

/— мембранный дифманометр; // — унифицированный токовый электросиловой преобразователь; / — вялая мембрана дифманометра; 2 — уплотняющий сильфон; 3 — основной рычаг; 4 — флажок индикатора; 5 — индикатор рассогласования дифференциально-трансформаторного типа; 6 — усилитель; 7— выпрямитель; 8— постоянный магнит; 9— катушка; 10— вспомогательный рычаг; // — подвижная опора; 12 — пружина для установки начального значения выходного сигнала; — сопротивление внешней нагрузки

Выходной токовый сигнал преобразователя = 0...5 мА; 0...20 мА или 4...20 мА.