3 Принцип действия схемы унифицированного частотно - силового преобразователя

Ответ

Передающие преобразователи и системы дистанционной передачи с унифицированными сигналами позволяют преобразовывать сигналы, получаемые в результате непрерывного измерения контролируемых параметров, в пропорциональные сигналы определенной величины постоянного тока, переменного тока, давления сжатого воздуха, называемые унифицированным сигналом.

Применение преобразователей с унифицированными сигналами позволяет сократить число видов вторичных приборов, обеспечить их взаимозаменяемость и расширить применение машин централизованного контроля.

Наибольшее распространение получили:

- электросиловые,

- частотно-силовые,

- пневматические унифицированные преобразователи, использующие принцип силовой компенсации.

Унифицированные преобразователи обычно состоят из двух основных элементов: измерительного блока, преобразующего значение измеряемого параметра в механическое усилие, и силового устройства, преобразующего это усилие в стандартный выходной сигнал.

Измерительный блок

1 - полюсные наконечники постоянного магнита; 2 - изолированная струна;

3 – рычаг; 4 – пружина; 5 – опора; 6 – усилитель

Рисунок 2 – Схема унифицированного частотно - силового преобразователя

Действие преобразователя основано на преобразовании механического усилия в частоту собственных поперечных колебаний струнного элемента. Преобразователь состоит из изолированной струны 2 (рисунок 2), расположенной между полюсными наконечниками 1 постоянного магнита. Струна одним концом жестко закреплена, а другим связана с рычагом 3, установленным в опоре 5 и соединенным с пружиной 4. 

Измеряемый параметр в измерительном блоке преобразуется в механическое усилие Р, под действием которого происходит незначительная деформация упругого рычага 3 и струны 2. При этом меняется частота собственных поперечных колебаний струны. В результате взаимодействия, протекающего по струне переменного тока с магнитным полем, колебания струны преобразуются в изменение частоты электрического тока.

Мерой измеряемого усилия Р является текущее значение частоты переменного тока выходного сигнала усилителя 6. 

Пределы измерения выходного сигнала 1500-2500 Гц. Точное начальное значение сигнала устанавливается пружиной 4. Сигнал может передаваться на расстояние до 10 км.

Частотно-силовые преобразователи применяются для измерения (при малых перемещениях) массы, давления, разрежения, уровня, температуры.

4 Принцип действия схемы унифицированного пневматического преобразователя

1 - рычажная система; 2 -  заслонка; 3 – сопло; 4 – усилитель; 5 - пневматический преобразователь.

Рисунок 1 - Схема унифицированного пневматического преобразователя

Действие преобразователя основано на пневматической силовой компенсации усилий. Чувствительный элемент (например, мембрана манометра) измерительного блока (рисунок 1) преобразует измеряемый параметр в пропорциональное усилие Р, под действием которого происходит незначительное перемещение рычажной системы 1 и связанной с ней заслонки 2. Сжатый воздух непрерывно поступает в сопло 3 и выходит в атмосферу. Перемещение заслонки относительно сопла вызывает изменение давления пневматического сигнала на входе усилителя 4.

 Выходной сигнал усилителя направляется в линию дистанционной передачи и одновременно в линию обратной связи пневматического преобразователя 5, где преобразуется в пропорциональное усилие обратной связи Р_0.с, уравновешивающее через рычажную систему 1 измеряемое усилие Р. 

Таким образом, давление сигнала сжатого воздуха на выходе усилителя является мерой контроля технологического параметра.

Пределы измерения выходного сигнала 19,6-98 кПа. Максимальное расстояние передачи пневматического сигнала 300 м.

Вторичными приборами, измеряющими унифицированный пневматический сигнал, могут быть различные показывающие, самопишущие, сигнализирующие приборы и установки централизованного контроля и регулирования.