книги из ГПНТБ / Шилов, В. Ф. Элементы электронной автоматики учебное пособие

- ISO -

большинстве случаев в схемах искрогаоящих цепей резистор

( R< ) имеет оопротивленяе от 50 до 200 ом, а конденсатор (Cj) - вмкость от 0,1 до 0,5 мкф.

4. Шаговый искатель.

Дня автоматического подключения к нескольким входам (выходам) аппаратуры или различным линиям применяются шаго­ вые искатели.

Шаговый искатель Промышлен­ ного изготовления состоит из электромагнита (I), подвижных контактных щеток (2) и непод­ вижного контактного поля (3) (рис. 121). В электромагнит пос­ тупают распределительные сигна­ лы в виде импульсов постоянного тока. Между якорем электромагни­ та и контактными щетками нахо­ дится. храповое колесо (4) и изогнутая пластинка - собачка

(5). Они преобразуют поступа­ тельное движение якоря во вращательное движение щеток.

Контактные щетки шагового искателя продвигаются по контактному полю прерывисто, шаг за шагом. Бели продвижение щеток происходит при притяжении якоря электромагнита, то это будет шаговый искатель прямого действия. Если же щетки продвигаются при отпадании якоря, то это шаговый искатель обратного действия.

Щетки шагового искателя вращаются со скоростью 30-50 шагов в секунду. Вращение щеток может быть вынужденным под действием определенного количества импульсов, посылаемых в электромагнит с помощью ключа или номеронабирателя или свобод ным, под действием автоматических посылок импульсов.

При вынужденном вращении щетки останавливаются на номе­ ре контактной пластины, соответствующей количеству импульсов тока, поступающих в электромагнит. При свободном вращении щетки вращаются до тех пор пока не поступит сигнал остановки.

- 131 -

Шаговне искатели снабжена контактами самопрерыватеяя (6), которые слуиат для возвращения щеток в исходное положе­ ние. Если обмотку электромагнита включить через контакта самопрерыватеяя, то щетки искателя автоматически придут в движение и будут перемещаться до тех пор, пока не остановят­ ся на нулевом контакте.

Задание

1. Составьте электрическую схему установки для измере­ ния параметров электромагнитных реле и шагового искателя.

Всхеме предусмотрите плавное изменение напряжения питания.

2.Перечислите и запишите способы увеличения чувстви­ тельности реле.

3.Укажите опособы замедления срабатывания и отпуокання электромагнитного реле.

4.Разработайте схему пульс-парной установки, служащей для автоматического переключения электрических цепей. Для этого используйте два электромагнитных реяэ (одно с нормаль­ но замкнутыми, другое - с нормально разомкнутыми контактами), источник тока, конденсатор и резистор.

Инструкция

О б о р у д о в а н и е : панели нейтральных электро­ магнитных реле разных типов, панель о шаговым искателем, авометр школьный, реостат на 500 ом, источник постоянного тока на 30 в (выпрямитель или электрораспределительный щит), батарея аккумуляторов на 4 в, низковольтные лампочки накали­ вания на подставках - 2 шт, конденсатор на 0,5 мкф, резистор на 100 ом, отвертка, соединительные провода (рис. 122).

1. Измерить сопротивление катушек реле и шагового иска­

теля.

2.Собрать установку по рисунку 123 и измерить токи срабатывания и отпускания каждого реле и шагового искателя.

3.Проследить за изменениями величины тока срабатывания

иотпускания каждого реле при их механической регулировке,

- 132 -

Р и с 4 2 2

которую осуществляют изменением оилн наряжения возвратной пружины и величины хода якоря.

4.Осуществляя ыеханичеокую регулировку, добиться оди­ наковости токов срабатывания и отпускания у реле спаренного типа.

5.На базе спаренного электромагнитного реле собрать

пульс-парную установку по разработанной в а ш схеме. Испытать ее в действии.

6. Составить краткий отчет, в котором привести резуль­ таты измерений и проверенные схемы о кратким пояснением их принципа работы.

§ 39. Р а б о т а № 2

Сборка и испытание усилителя постоянного тока

Т е о р е т и ч е с к и е с в е д е н и я

Транзисторные усилители постоянного тока являются важ­ ными элементами автоматических и контрольно-измерительных устройств. Такие усилители характеризуются прямой зависимос­ тью между силой тока в исполнительной (или измерительной) цепи и сигналом во входной цепи.

- т в в -

Поскольку транзистор имеет три вывода (эмиттер, база, коллектор), то при включении его в схему можно подавать входной сигнал на две. любых вывода, а с другой пары выводов снимать уже усиленный сигнал. При этом один из выводов окакется общим. Он-то и определяет название схемы.

В схеме с о б l, е й б а з о й (рис. 124) в цепь эмиттера подается усиливаемый сигнал, а цепь коллектора включают нагрузочное сопротивление. Так как эмиттерный пере­ ход включен в прямом направле­ нии, то входное сопротивление

Iтранзистора мало (десятки ом). Сопротивление нагрузки берется большим, порядка десятков килоом. В этом случае мощность сигнала на нагрузке будет больше мощнос­

ти, подводимой к входной цепи транзистора. Происходит усиле­ ние по мощности, определяемое по формуле:

Схема о обпрй базой не дает усиления по току и

d * 2*. < 1 J9

а усиление по напряжению возможно лишь при условии Rb x ^ R h

- 134

коллектора к эмиттера. Положительный полюс источника тока соединяют о эмиттером, а отрицательный - через миллиампер­ метр с базой транзистора. На коллекторный переход транзисто­ ра подается обратное напряжение, то есть положительный полюс источника тока соединяют с эмиттером, а отрицательный - че­ рез второй миллиамперметр с коллектором транзистора. При этом сопротивление коллекторного перехода в режиме обратно­ го тока в тысячи раз больше сопротивления эмиттерного пере­ хода, включенного в пропускном направлении. Вот почему почти все приложенное напряжение падает практически на высокоомном коллекторном переходе транзистора и сопротивлении нагрузки, включенной в коллекторную цепь.

По снятым показаниям приборов, произведенным при раз­

Статический коэффициент усиления по току этой схемы достигает десятков раз, по напряжению - до нескольких сотен, а по мощности - до нескольких тысяч.

Хорошим качеством схемы с общим эмиттером является боль-1 шое усиление при сравнительно малом входном сопротивлении, а также возможность подачи питания от одного источника тока,

так как на базу и коллектор подаются напряжения одного знака!

имеет большое входное сопротивление (до мегома) и малое вы­ ходное - десятки ом. Вот почему эту схему довольно часто применяют для согласования отдельных каскадов усиления. Эта схема не дает усиления по напряжению, она дает■усиление по току. Ее можно питать от одного источника тока, так как зна-* ки питающих напряжений.базы и коллектора одинаковы.

Коэффициент усиления по току одного транзистора не ве­ лик, поэтому применяют многокаскадные усилители о непосред­ ственной связью и с составным транзистором.

- 135

нала растет ток в цепи коллектора транзистора Т2 . Если ток

ется падение напряжения на нагрузочном сопротивлении тран­ зистора Tj, а это равносильно увеличению вгпряжения на вхо­ де транзистора Т2 . Миллиамперметр, включенный в цепь коллек­ тора транзистора Т2 покажет значительно большую величину тока, чем миллиамперметр в цепи базы. По изменениям тока Jf>

* JS"^i- Juft и: 'i J kj * JSi/bifbx.

В случае соединения нескольких транзисторов, величина

- 136 -

коллекторного тока последнего будет равна

= JSi '${'/bi... "fin

Если последила транзистор мощный, то предварительные транзисторы могут быть маломощными, так как их коллекторные токи определяются величиной базы последующего транзистора.

Задание

1. Разработайте схему усилителя постоянного тока для усиления сигнала следующих датчипов: вентильного фотоэлемент та, термистора, фоторезистора.

2. Подсчитайте (приближенно) число каскадов усиления в усилителе с собтавным транзистором, если ток входного сигна* ла 100 ыка, а выходного 20 ма, статический коэффициент уси­ ления транзистора принять равным 30-40.

Инструкция

Об о р у д о в а н и е : две панели о транзисторами

Ш39, авометр школьный или два миллиамперметра на 10 и 50 шн реостат на 3-5 ком, аккумуляторная батарея 3HKH-I0, фотодиод из комплекта полупроводниковых приборов, переменный резистор на 20 ком, ключ, соединительные проводники (рис. 129).

I.Опытным путем опреде а) статический коэффициент уси­ ления по току для каждого тран­ зистора ,

б) коэффициент усиления уси­ лителя постоянного тока с непо­ средственной связью,

.в) коэффициент усиления уси­ лителя постоянного тока в сос­ тавным транзистором (рис.127, 128).

-137 -

2.Сравнить экспериментальные данные, полученные в ходе выполнения пункта I, в инструкции, с произведенными ранее расчетами.

3.Проверить действие усилителя, собранного по разра­ ботанной вами схеме (в качестве источника входного сигнала применить вентильный фотоэлемент).

4.Оформить краткий отчет, в котором привести схемы проверенных вами жонструкции с кратким пояснением их принци­ па работы и результаты измерений.

Во многих промышленных процессах при превышении опреде­ ленной температуры требуется включение сигнального устрой­ ства. Функцию такого включателя выполняет термореле, которое состоит из датчика-термистора, уоилитеяя постоянного тока и электромагнитного реле.

Термистор включает в плечо моста, к одной диагонали ко­ торого присоединяет источник тока, а к другой измерительный прибор или усилитель постоянного тока (рис. 130). Так как сопротивление, термистора зави­

но нулю. При нагревании или ох- .

лаждении термистора его сопротивление изменяется и баланси­ ровка моста нарушается. Величина тока или напряжения в из­ мерительной диагонали зависит от величины напряжения пита­ ния моста и температуры среды, в которую помещен термистор.

- 138 -

Однако этот ток слабый и он не может вызвать срабатывание исполнительного механизма, например, электромагнитного реле. Для усиления сигнала применяет усилители постоянного тока. Из большого разнообразия схем усилителей наиболее простой является схема о составным транзистором. Она являетоя часть» схемы, показанной на рисунке 130.

ми, то при достижении определенной температуры, оно отклю­ чает нагрузку (нагреватель).

На схеме термореле резистор R 1 и мост образует де­ литель напряжения, который и фиксирует рабочую точку тран­ зистора. Ногда мост сбалансирован, то потенциал базы немно­ гим отличается от потенциала эмиттера. В этом олучае ток эмиттера первого транзистора, следовательно, ток базы вто­ рогомалы, поэтому коллекторный ток транзистора Tg не дос­ таточен для срабатывания реле;'

При нагревании термистора происходит разбалансировка моста и отрицательное напряжение на базе увеличивается. Оно вызывает увеличение тока базы транзистора Tj, а в конечном счете - срабатывание реле. При охлаждении термистора реле выключается.

Задание

1. Каким образом нужно присоединять источник тока к зажимам измерительного моста, чтобы при нагревании термисто­ ра (разбалансировке моста) на верхнем зажиме измерительной диагонали был отрицательный потенциал?

2. Оцените в каких пределах будет изменяться напряжение на выходе моста при перемещении ползунка резистора Rq из среднего положения в крайние.

S. Оцените в каких пределах будет изменя"ьсй. напряже-