3. Аварийный дизель генератор

Рисунок 1.5 – Аварийный дизель генератор АД-140-T400

Установлено:	1
Тип:	Четырехтактный дизельный двигатель одинарного действия с радиаторным охлаждением магистрального поршневого типа
Генерирует:	188 л.с (140 кВт)
Оборотов:	1800 об/мин
На выходе:	150 КВА (120 кВт), переменный ток 450 В, 60 Гц

2 Назначение и классификация электростатического, электродинамического, электромагнитного, измерительных преобразователей

Измерительный преобразователь (ИП) – это средство измерений, предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала (измеряемой величины) в выходной сигнал, более удобный для дальнейшего преобразования, передачи, обработки вычислительными устройствами или хранения, но непригодный для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительный (регистрирующий) прибор, в отличие от измерительного преобразователя, является средством измерений, вырабатывающим выходной сигнал в форме, позволяющей наблюдателю непосредственно воспринять значение измеряемой физической величины.

В общем случае ИП, как и любое другое средство измерений, может состоять из нескольких преобразовательных элементов, в каждом из которых происходит одно из последовательных преобразований измерительного сигнала. Преобразовательный элемент, непосредственно воспринимающий измеряемую величину является чувствительным элементом.

Различие между измерительным преобразователем и преобразовательным элементом заключается в следующем: ИП как средство измерений имеет нормированные метрологические характеристики и выполняется обычно в виде отдельного независимого устройства определенного класса точности. Например, измерительные трансформаторы (ТТ, ТН), шунты, термоэлектрические или терморезистивные измерительные преобразователи температуры и т.д. Преобразовательный элемент не имеет отдельно нормированных метрологических характеристик, однако его погрешности лимитируются погрешностями тех измерительных преобразователей или приборов, в состав которых он входит.

Наряду с термином измерительный преобразователь, широкое распространение получил термин датчик. Не следует, однако, отождествлять эти два термина. Датчиком обычно называют конструктивно завершенное устройство, размещаемое в процессе измерения непосредственно в зоне исследуемого объекта, выполняющее функцию измерительного преобразователя.

В настоящее время существует множество ИП, разнообразных по принципу действия и назначению. С развитием науки и техники имеет место дальнейшее их усовершенствование, возникают новые их виды. Следует отметить, что до настоящего времени общепринятая классификация не разработана. Существует несколько индивидуальных подходов к классификации ИП, имеющих как положительные, так и отрицательные стороны.

В зависимости от рода входной и выходной величин ИП подразделяют на перечисленные ниже группы.

ИП электрических величин в электрические: входными и выходными величинами у них являются электрические величины. Такие ИП осуществляют преобразование размера электрической величины (измерительные трансформаторы, делители тока и на пряжения), либо электрической величины одного вида в электрическую величину другого вида (шунты, добавочные сопротивления).

ИП неэлектрических величин в неэлектрические: входные и выходные величины у них являются неэлектрическими. Они также могут быть преобразователями размера той или иной не электрической величины (рычаги, редукторы) или преобразователями вида входной величины (консоли, мембраны, пружины и другие упругие механические преобразователи).

ИП электрических величин в неэлектрические: основную группу этих преобразователей составляют измерительные механизмы электромеханических приборов непосредственного преобразования, в которых входная электрическая величина преобразуется в перемещение указателя. Вторую большую группу составляют так называемые обратные преобразователи, используемые в цепях обратной связи сложных ИП неэлектрических величин уравновешивающего преобразования.

ИП неэлектрических величин в электрические: представляют собой наиболее многочисленную и разнообразную группу ИП. Это объясняется, с одной стороны, многочисленностью самих неэлектрических величин и, с другой – преимуществами электрических методов измерений и, соответственно, необходимостью преобразования неэлектрических величин именно в электрические.

По виду функции преобразования ИП разделяют на три большие группы: масштабные, изменяющие в определенное число раз размер входной величины без изменения ее физической природы, функциональные, осуществляющие однозначное функциональное преобразование входной величины с изменением ее физической природы или без ее изменения, и операционные, выполняющие над входной величиной математические операции высшего порядка – дифференцирования или интегрирования по временному параметру.

В зависимости от вида выходного сигнала ИП, различают генераторные и параметрические преобразователи. Генераторными являются ИП, выходные сигналы которых обладают энергетическими свойствами, в частности ими могут быть э. д. с., электрический ток, механическая сила, давление и т. п. Параметрическими являются ИП, в которых изменение входного сигнала приводит к изменению их определенных параметров – сопротивления, емкости, индуктивности, упругости и др. Для получения выходного энергетического сигнала в этих случаях требуются дополнительные- источники энергии.

Учитывая преимущество электрических методов измерения физических величин, здесь рассмотрим в основном преобразователи с электрическим выходным сигналом. По физическим закономерностям, положенным в основу принципа действия, ИП могут быть разделены на следующие группы.

• Механические упругие преобразователи: в основу их принципа действия положены зависимости между входными механическими силами и выходными перемещениями или механическими напряжениями, определяющиеся упругими свойствами материала преобразователя.

• Резистивные электрические и механо-электрические преобразователи: переносчиком измерительной информации в резистивных преобразователях является электрическое сопротивление. В основу принципа преобразования электрических резистивных преобразователей положена зависимость между напряжением, током и электрическим сопротивлением, определяемая законом Ома. Принцип работы механо-электрических резистивных преобразователей основан на изменении электрического сопротивления под действием входной преобразуемой механической величины.

• Электростатические преобразователи: к данной группе относятся преобразователи, переносчиком измерительной информации в которых является электрический заряд. Различают две основные разновидности электростатических преобразователей: емкостные, принцип действия которых основан на взаимодействии двух заряженных тёл, и пьезоэлектрические, возникновение электрического заряда в которых является следствием действия на чувствительный элемент механических усилий, изменения температуры или других факторов.

• Электромеханические преобразователи: к ним относятся преобразователи, принцип действия которых основан на возникновении механических перемещений их подвижных элементов под влиянием электрического тока. Это электродинамические, ферродинамические и магнитоэлектрические преобразователи.

• Гальваномагнитные преобразователи: принцип действия этих преобразователей основан на использовании гальваномагнитных эффектов, сущность которых заключается в изменении электрических параметров преобразователей под воздействием преобразуемого магнитного поля, в частности в изменении электрического сопротивления (эффект Гаусса) или появлении э. д. с. (эффект Холла). Основными разновидностями гальваномагнитных преобразователей являются соответственно магниторезистивные преобразователи и преобразователи Холла.

• Электромагнитные преобразователи: они составляют большую и разнообразную по принципу действия и по назначению группу ИП, объединенных общностью теории и принципа преобразования, основанного на использовании электромагнитных явлений. Это масштабные электромагнитные преобразователи электрического напряжения и тока (измерительные трансформаторы, индуктивные делители) и функциональные индуктивные (трансформаторные и автотрансформаторные) преобразователи механических чин.

• Индукционные преобразователи: Принцип действия таких ИП основан на законе электромагнитной индукции. Входными величинами у них могут быть скорость изменения магнитного потока либо скорость механического линейного или углового перемещения измерительной катушки.

• Тепловые преобразователи: тепловыми называют ИП, в основу принципа работы которых положены физические закономерности, определяемые тепловыми процессами. Основными разновидностями тепловых преобразователей являются термомеханические, терморезистивные и термоэлектрические преобразователи. Тепловые преобразователи – это в основном преобразователи температуры. Однако косвенно они используются и для преобразований других неэлектрических величин, которые проявляются через тепловые процессы и функционально связанны с тепловыми величинами. Например, химический состав веществ, концентрация, скорость движения жидкостей и газов и другие.

• Электрохимические преобразователи: их принцип действия основан на зависимости электрических параметров электролитической ячейки от состава и концентрации, температуры и других свойств раствора, а также зависимости электрической разности потенциалов на границе раздела твердой и жидкой фаз от скорости перемещения раствора. Входными сигналами электрохимических преобразователей могут быть разнообразные физические величины: качественный и количественный состав сложных жидких и газообразных сред, давление, скорость, ускорение и т. п. Основными разновидностями электрохимических преобразователей являются электролитические резистивные преобразователи, гальванические, полярографические, электрокинетические, химотронные.

• Оптические преобразователи: в основу их принципа действия положено преобразование потока оптического (светового и теплового) излучения. Преобразование измерительной информации осуществляется здесь обычно путем модуляции параметров источника излучения или оптического канала. Функциональные возможности оптических преобразователей и область их применения значительно расширились в связи с достижениями оптоэлектронной и оптоволоконной техники.