книги из ГПНТБ / Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

Постоянные времени при небольших значениях коэф­ фициента теплоотдачи от среды к термобаллону а су­ щественно зависят от его значения. В неподвижной газо­ вой среде а « 1 , в воде (неподвижной) а » 1000, при обтекании термобаллона газом или жидкостью а увели­ чивается. В табл. 4-4 приведены примерные значения по­ стоянных времени для некоторых типов термопар.

«Скоростные» термопары типов ТПС и ТГС применя­ ются для получения сигнала, приблизительно пропорцио­ нального скорости изменения температуры.

Термопара ТПС (рис. 4-3) изготовлена из электродов хромель-копель-хромель (или копель-хромель-копель) диаметром 0,6—0,7 мм. Гильза этой термопары конструк­ тивно подобна гильзе термопары ТП. В гильзе ТПС раз-

122

мещены два спая, включенные навстречу. Спай / распо­ ложен в малоинерционном наконечнике на расстоянии примерно 0,5 мм от дна гильзы и именуется малоинерци­ онным спаем. Спай 2 (инерционный) находится внутри фарфоровой соломки в толстостенной части гильзы 3 на расстоянии около 120 мм от малоинерционного спая. Из­ менение температуры среды, в которую погружена термо­ пара, воспринимается малоинерционным спаем, и только спустя некоторое время это изменение температуры вос­ принимается и инерционным спаем. Некоторое время сохраняется разность температуры между спаями, а на зажимах термопары — э. д. с , которая тем больше, чем выше скорость изменения температуры среды.

Передаточная функция скоростной термопары может быть приближенно записана в виде

(4-4)

бусами. Гильза этой термопары подобна гильзе стандарт­

воздуха, другой (инерционный) размещен внутри гильзы на расстоянии около 120 мм от малоинерционного.

Передаточная функция ТГС аналогична передаточ­ ной функции ТПС (4-4). Значение v = 0,042 для электро­ дов хромель-алюмель. Значение постоянных времени при

123

б) ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ

При температурах ниже 500° С для повышения чувстви­ тельности рекомендуется применять вместо термопар термометры сопротивления. Это позволяет уменьшить зо­ ну нечувствительности регулятора до 0,05° С. Отметим особенности наиболее распространенных типов термомет­ ров — платиновых и медных.

Т а б л и ц а 4-5

Значения постоянных времени термометров сопротивления

124

Платиновые термометры измеряют температуру до 500° С, но мало устойчивы к вибрациям. Медные термо­ метры более устойчивы к вибрациям, но применяются лишь при температурах до 150° С. Динамические свой­ ства термометров сопротивления с нормальной гильзой значительно хуже, чем у термопар.

и для термопар, существенно зависят от коэффициента теплоотдачи от измеряемой среды к чехлу термоприем­ ника. Значения этих постоянных для некоторых видов термометров сопротивления приведены в табл. 4-5. Зна­ чения v определяются по градуировочным таблицам тер­ мометров.

в) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ МАНОМЕТРЫ ТИПА ДММ

Дифференциальные манометры применяются главным образом для измерения расходов жидкостей. Принцип действия этого датчика иллюстрируется схемой на рис. 4-4. Жесткая перегородка 1 разделяет камеры на две полости, к одной из которых, нижней, подводится большее («плюсовое») давление, а к другой меньшее («минусовое»). В эту перегородку с обеих сторон ввинче­ ны две мембранные коробки 2, заполненные дистиллиро­ ванной водой. Эти коробки соединяются через отверстие в перегородке и образуют единую полость — чувствитель­ ный элемент датчика. С верхней мембранной коробкой соединен плунжер индукционного, датчика. При измене­ нии перепада давления жидкость перемещается из одной части мембранной коробки в другую. Это изменение дав­ ления жидкости уравновешивается упругостью мембран­ ной коробки. К индукционному датчику подводится на-

125

Т а б л и ц а 4-6

Статические характеристики дифманометров

пряжение по схеме, приведенной на рис. 4-5, Изменение положения плунжера вызывает изменение индуктивного сопротивления плеч моста, и на диагонали моста, на со­ противлении R, появляется переменное напряжение, ко­ торое подается в измери­

тельный блок регулятора.

1—I /

ДММ .

Технические характеристики дифманометров типа ДММ приведены в табл. 4-6.

Максимальное допустимое отклонение от линейной шкалы на всем диапазоне измерения не более 80 мв. Максимальное рабочее давление среды 165 кгс/см2. Тем-

126

пература среды в приборе не выше 50° С. Допустимое одностороннее давление 165 кгс/см2. Напряжение пита­ ния индукционного датчика 2X6 в. Габаритные размеры прибора 213X580X178 мм.

Динамические характеристики прибора существенно зависят от длины и диаметра импульсных линий. Пере­ даточная функция собственно дифманометра может быть приближенно аппроксимирована, апериодическим звеном первого порядка:

Постоянная времени прибора (Т) зависит от значе­ ния измеряемого перепада. Она несколько увеличивается с приближением к верхнему пределу измерения. Ее сред­ нее значение 0,3 сек (на нижнем пределе примерно 0,12 сек, на верхнем примерно 0,45 сек). Передаточная функция прибора вместе с импульсной линией может быть найдена из соотношения

где WR(p) —передаточная функция импульсной линии. Методы расчета значений Wn(p) приведены в § 11-2.

г) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ТЯГОМЕРЫ ТИПА ДТ-2

Дифференциальные тягомеры используются в системе ЭАУС для измерения расходов и давлений газов и воз­ духа. Принцип действия дифференциального тягомера иллюстрируется рис. 4-6. Перепад давления подводится в верхнюю и нижнюю полости мембранной коробки. Из­ менение перепада давления вызывает перемещение мем­ браны. Усилие, определяемое величиной перепада, ком­ пенсируется упругостью мембраны. Центр мембраны свя­ зан с плунжером индукционного датчика. Этот плунжер находится в трубке из немагнитного материала, на кото­

индуктивного сопротивления вторичных обмоток датчика, включенных навстречу друг другу. При различных ин­ дуктивных сопротивлениях появляется напряжение на

127

вторичной обмотке датчика. Это напряжение, фаза кото­ рого определяется направлением перемещения плунжера, подается в измерительный блок регулятора.

мального перепада давления для каждой марки прибо­ ра. Температура окружающей среды 5—50° С. Напряже­ ние питания первичной обмотки датчика 12 в.

Передаточная функция дифтягомера, как и дифмано­ метра, зависит от значения измеряемого перепада и мо­ жет быть приближенно аппроксимирована выражением

(4-8)

Тр + Г

где v — статическая характеристика (табл. 4-7), а сред-

128

нее значение Тж0,1 сек. Как и для дифманометров, су­ щественное влияние на динамические свойства дифтягомеров могут оказывать импульсные линии, динамические характеристики которых приведены в § 11-2.

д) МАНОМЕТРЫ ТИПА МЭД

Манометры применяются главным образом для измере­ ния давления (разрежения) жидкостей и газов. Принцип действия прибора основан на использовании деформации упругой манометрической трубчатой пружины при воз­ действии на него измеряемого давления. Свободный ко­ нец пружины, связанный с плунжером дифференциальнотрансформаторного датчика, перемещается на величину, пропорциональную измеряемому давлению. Дифферен­ циально-трансформаторный датчик подключен к измери­ тельному блоку регулятора по схеме рис. 4-7. Перемеще­ ние плунжера вызывает изменение напряжения на за­ жимах / и 2, которые являются входными зажимами измерительного блока.

Т а б л и ц а 4-8

Диапазоны измерения манометров МЭД

Манометры типа МЭД выпускаются нескольких моде­ лей, которые незначительно отличаются габаритными размерами и некоторыми конструктивными деталями. Манометры моделей 2303 и 2304 имеют шкалу с показы­ вающей стрелкой, манометры моделей 2306, 2307 — бес­ шкальные. Диаметр корпуса прибора всех моделей

200мм.

Втабл. 4-8 приведены диапазоны измерения различ­ ных моделей манометров.

ни манометров, показывающие порядок этих величин, при измерении давления газов.

4-3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ

Как показано на рис. 4-2, измерительный блок А компо­ нуется вместе с усилителем Б, реле В и устройством об­ ратной связи Г в общем корпусе, образуя так называе-

130

мый регулирующий прибор 3. Формирующий блок, состоящий из элементов Б, В, Г, с помощью обратной свя­ зи, охватывающей усилитель, преобразует сигнал на выходе измерительного блока так, чтобы получить на

- < $ ' • © ' © • ( $ ' •

Измерительный блон

Рис. 4-8. Внешний вид передней панели регулирующих приборов.

получить унифицированный сигнал. Это позволяет при­ менять для всех видов датчиков одни и те же формиру­ ющие блоки. Различные типы измерительных блоков