Контрольные вопросы по теме 1.5 Управление мощностью нагрузки.

1. Объяснить назначение и область применения ФИМ, ЧИМ, ШИМ,

2. Почему при ФИМ почти не используются транзисторы.

3. Какие достоинства имеетЧИМ?

4. По какому признаку (напряжению, току, частоте и др.) производистя регулирование ШИМ?

5.Почему ШИМ—наиболее прогрессивный способ регулирования скорости ДПТ?

Раздел 2 Датчики и преобразователи

2.1 Классификация датчиков и преобразователей. Занятие 18.

Для измерения регулируемых величин служат датчики. Датчик измеряет регулируемую величину и преобразует ее в другую, удобную для последующей обработки. Если результат измерения поступает непрерывно, датчик называется аналоговым. Если результат поступает прерывисто (например, по истечении определенного времени) датчик называется дискретным.

По принципу действия датчики разделяются на параметрические, генераторные, частотные.

В параметрических датчиках изменение измеряемой величины преобразуются в изменение электрического параметра (R, C, L), который однозначно соответствует измеряемой величине.

В генераторных датчиках измеряемая величина преобразуется в выходную ЭДС. К таким датчикам относятся пьезоэлектрические, термопары, тахогенераторы и др. Особенностью таких датчиков является то, что они не требуют подвода внешней энергии. Энергия потребляется от измеряемого объекта.

В частотных датчиках выходная величина является частотой, которая однозначно зависит от измеряемой величины.

В состав датчиков входят преобразователи. Первичный преобразователь осуществляет преобразование измеряемой величины в величину, удобную для измерения. Остальные преобразователи усиливают и преобразуют измеренную величину, как правило, в электрический сигнал.

В зависимости от вида преобразуемых и выходных величин преобразователи можно разделить на электрические, электромеханические, гидравлические, механические, оптические и т.д.

В зависимости от вида измеряемых величин датчики подразделяются на датчики перемещений, скорости, ускорения; на датчики измерения других физических величин (давления, температуры, влажности, освещенности и др.). Часто первичными преобразователями датчиков измерения физических величин являются датчики перемещений.

В зависимости от используемого физического эффекта датчики могут быть механическими, электромеханическими, индуктивными, ёмкостными, оптическими, пьезоэлектрическими и т.д.

В нестандартных ситуациях используются специализированные датчики. Например, в фотолитографическом оборудовании необходимо с высочайшей степенью точности (доли мкм) измерять достаточно большие перемещения (до 0,5 м). Используются датчики, специально для этого разработанные.

2.2 Электроконтактные, путевые и потенциометрические датчики.

2.2.1 Электроконтактные путевые датчики. Занятие 19.

Несмотря на то, что имеется большое количество точных и современных датчиков, электроконтактные датчики постоянно совершенствуются и широко используются в промышленности, благодаря своей простоте и дешевизне. Применяются электроконтактные датчики для измерения самых различных величин: давления, температуры, малых и больших перемещений и т.д. В машиностроении электроконтактные датчики используются как путевые датчики, служащие для ограничения перемещения или для фиксации момента прохождения перемещающегося устройства определенной позиции. Датчики, служащие для ограничения перемещений, называются концевыми. Датчики фиксирующие позицию, называются проходными. В любом случае срабатывание датчика происходит при механическом контакте с перемещаемым изделием (или специальным устройством, прикрепленным к нему), приводящем к включению электрической цепи (электроконтактный). Датчик состоит из корпуса, в котором устанавливается измерительный стержень, рычажно-пружинная система и электрические контакты.

Н а рис. показаны следующие детали.

1—измерительный стержень. Он упирается в перемещающуюся деталь или специальное устройство, прикрепленное к нему;

2—опоры, в которых возвратно-поступательно перемещается измерительный стержень;

3---возвратная пружина служит для фиксации начального положения измерительного стержня;

4—пружина, служит для передачи перемещения измерительного стержня на рычажно-контактный механизм и создания контактного усилия на электрические контакты;

5—шток, служит для передачи усилия пружины 4 на коромысло 7 контактно-рычажного механизма;

6—неподвижный контакт;

7—коромысло. Оно поворачивается в одну, либо другую сторону, обеспечивая замыкание одной, либо другой пары контактов.

8—упор. Он установлен точно по центру коромысла. При перемещении измерительного стержня шток 5 перемещается относительно упора, что приводит к созданию момента силы, поворачивающего коромысло 7;

9—подвижный контакт.

Пружина 4, шток 5, коромысло 7 составляют рычажно-пружинную систему. Ее назначение а) произвести быстрое срабатывание, б) создать гистерезис при срабатывании. В данном случае, показан один из наиболее простых механизмов. Чаще используются сложные механизмы, которые дают возможность более точной фиксации момента переключения.

П одвижные контакты могут быть раздельными или электрически соединенными между собой. Тогда совместно с неподвижными контактами они создают переключающий контакт.

Измерительный стержень используют в точных датчиках, когда перемещение объекта осуществляется параллельно стержню ("в упор"). В случае менее точных измерений или когда объект перемещается, скользя по стержню, на его конце устанавливается ролик. Ролик уменьшает трение и износ поверхностей. Промышленностью выпускается большое количество электроконтактных датчиков различных размеров, переключаемого напряжения, способов установки, точности и быстродействия.