книги из ГПНТБ / Зарипов М.Ф. Автокомпенсационные регистраторы постоянного тока с бесконтактными компенсирующими элементами учеб. пособие
.pdf42
не равны, на вход усилителя подастся напряжение л U ,
которое вибропреобразсвателом преобразуется в переменное о
частотой |
50 гч |
.Усиленнее |
переменное напряжение |
подается |
|||
на обиотку |
соленоидного привода |
СП, |
кинематически |
связан |
|||
ного с переменной |
емкостью |
c ä |
и |
пером |
записыващего |
||
механизма. Перемещение подвижной пластины |
конденсатора с * , |
||||||
происходит |
до тех |
пор, пока |
нс |
будет |
соблюдено равенство |
||
С, |
_ |
г £ и э |
f |
( 1-7 ) |
||
|
Ых. |
|
||||
При этом напряжение на входе усилителя будет равно |
||||||
нули. Привод СП выполнен |
|
з виде кольцевого магнита с ротором, |
||||
поворачивающимся на |
угол |
|
45°. |
На полюсах магнита |
расположено |
|
по две обмотки, включенных встречно. |
|
|||||
Усилитель I состоит из усилителя напряжения и |
||||||
усилителя мощности, |
перед |
которым, включен фильтр для рглажи- |
||||
вания пульсирующего тока.
На рис. І - І б показана схема авто компенсатора пос
тоянного тока с емкостным компенсирующим преобразователем. / ■ 3 .2 2 7 .
Измеряемое напряжение Кж. в мостовой преобра зователе преобразуется в переменное напряжение. В качестве нелинейных элементов, сопротивление которых зависит от ве личины измеряемого напряжения , используются емкости р - п
переходов кремниевых стабилитронов Д-j и Д2 .
В качестве бесконтактного преобразователя КП применен дифференциальный конденсатор, ротернне пластины
= Ж =
43
Рас. /•/&Мтокомленсатар постоянного тока е
емностшм компенсирующим npeodpaioüame/um
44
которого механически связаны U*.с выходным валом двигателя 'Д.® |
||||
При подключении напряжения |
на |
входе |
трансформатора |
|
Тр появится |
напряжение небаланса, |
которое после усиления |
||
2 |
управляет работой |
двигателя |
Д. Подвижные плао- |
|
усилителем У |
||||
тины компенсирующего преобразователя |
будут |
перемещаться до |
||
восстановления баланса моста. Уравновешивание в рассматривае
мом приборе происходит |
на |
переменном токе. |
|
|
|||
ние |
|
Для повышения чувствительности преобразователя пита |
|||||
схемы осуществляется |
через |
трансформатор Трр от |
генера |
||||
тора |
Г с |
частотой 400 |
х ч |
. |
Генератор питается |
от |
выпрями |
теля |
В. |
К недостаткам |
компенсаторов постоянных |
токов с ем |
|||
костными преобразователями можно отнести значительные погреш ности от изменения внешней температуры и частоты сети , а также
наличие многополюсного переключателя, а в последней |
схеме |
|
||||
(р и с. I - I 6 |
) |
наличие нелинейных элементов |
приводит |
к наруше |
|
|
нию линейности статической характеристики |
АКПТ. |
|
|
|||
В настоящее время выпускаются электронные самопишу |
|
|||||
щие компенсаторы с бесконтактным компенсирующим |
элементом, вы-, |
|||||
волнѳннші |
в |
виде специального тензометрического |
моста, в пле^ |
|||
чи которого |
включены тензодатчики ТД (р и с. |
1-17 |
) |
/ ”1 .1 3 .2 3 |
J . |
|
|
||||||
Конструктивно тензометрический мост может бытъ выполнен следу ющим образом. Четыре тензодатчика закрепляются на жесткой раме. Одни концы петель тензопроволоки закреплены на неподвиж ном основании рамы, а другие - на втулке, которая может поворачиваться вокруг своей оси.
При отсутствии на входе компенсатора напряжения
45
ри с. 1-17. Принципиалоная схема потенциометра
»Электроника-17
46
постоянного тока тензопроволоки натянуты равномерно, их соп ротивления равны и составляет примерно 500 ом, В измеритель ной диагонали моста ток протекать не будет. При подаче на вход напряжения постоянного тока в измерительной диагонали возникает сигнал разбаланса, который усиливается усилителем У и подается на обмотку управления двухфазного асинхронного
двигателя.
Двигатель через промежуточный сектор и гибкую
тягу натягивает тензосопротивления, нарушая при этом электри ческое равновесие моста. Двигатель поворачивает втулку с ук
репленными тензопроволоками до теа пор, пока напряжение раз
баланса в диагонали моста не станет равно измеряемому посто янному напряжение.
. Одновременно перемещается каретка записывающего
устройства.' Тензометрический мост выполняется в виде отдель
ного сменного блока, Бее элементы моста изготавливаются с высокой точностью. Тенэопроволока долкна быть строго однород ной по сечению и без инородных включений.
Максимальное напряаение разбаланса моста может
достигать Э00 мв. Тензометрический мост питается от стабили
зированного источника ИПС, выполненного на кремниевых стабди-
тронах. Компенсаторы этого типа выпускаются на различные пре делы измерений и могут работать с различными датчиками: тер
мопарами, термометрами сопротивления,датчиками радиации |
и др. |
|
|
Достоинством потенциометра является его универ |
|
сальность', так как он монет работать как на постоянном, |
так |
|
и |
на переменном токе. |
|
|
|
|
47
Однако прибор имеет существенный недостаток -
большус трудоенкость изготовления к настройки тензометричес кого блока, что повышает его стоимость и ограничивает мас совое применение.
t
48
§1-4 АВТОЮиПЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА С
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ НА ЭЛЕМЕНТАХ ХОЛЛА
В последнее вреия в системе автоконтроля широко
применяются датчики Холла для измерения как постоянного тока,
так и постоянной ЭДС- .
АКПТ с преобразователяии элеиента Холла отлича ются от-компенсаторов, описанных в § L -2 и § 1 -3 , своей ис ключительной бес контактностью, отсутствием дрейфа нуля вы
сокой надежностью и практической неограниченностью времени
работы’, а такіе механической устойчивостью. |
|
На р и с. 1-18 приведена |
принципиальная схема ав |
то компенсатора постоянного тока с |
применением преобразова |
теля, основанного на элементе Холла-, а в качестве компенси рующего устройства служит вращающийся трансформатор (ВТ)
С |
24, 2 5 7 |
, . В потенциометре измеряемое постоянное |
напряже |
|||||
|
||||||||
ние и * , |
преобразуется в переменное |
напряжение |
Uac.~ |
при |
||||
помощи преобразователя |
IIj. |
Цц |
создается |
пре |
||||
|
|
Компенсирующее напряжение |
|
|||||
образователем |
/?£ |
!,состоящим из |
элементов Холла в |
воз |
||||
душном зазоре постоянного магнита. Элемент Холла питается
через дополнительное сопротивление от источника переменного
тока |
U |
~ |
V |
|
|
через цепочку |
|
^слу |
|
|
|
Uk |
RC |
||||||
|
|
|
Напряжение |
|
|
||||
жащую для поворота фазы на 90° |
подается |
на |
первичную об |
||||||
мотку |
вращающего |
трансформатора |
ВТ, а со |
вторичной обмотки |
|||||
снимается |
выходное компенсирующее напряжение |
ц 'у |
|
||||||
* 1 |
|
||||||||
*9
Р ис. i f 8. Принципиальная схема ЛЯЛТ с элементом
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пропорциональное |
углу |
поворота |
ВТ |
eL |
■ |
Это |
напряжение |
|
|
||||||||||
|
U'k |
сравнивается с |
напряженней |
и'ц |
|
. |
При |
|
|
|
|||||||||
игс^ф и'к |
л и |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
напряжение |
некомпенсации |
|
|
|
усиливается |
|
|
|||||||||
фазочувствигельныы усилителен и подается на реверсивный |
|
|
|||||||||||||||||
двигатель. Последний |
вращает подвижную часть |
ВТ до |
тех |
пор, |
|
||||||||||||||
пока |
не |
наступит равенство |
иЖп, |
= |
U HJ |
|
, при |
этой |
угол |
|
|||||||||
et |
|
пропорционален измеряемому постоянному напряжению |
Ux |
. |
|||||||||||||||
|
|
|
Недостатками данной |
схемы являются небольшой |
рабочий |
|
|||||||||||||
угод ВТ, а также использование в схеме цепочки |
RC |
(ф а з о |
|
||||||||||||||||
корректирующей цепочки). |
автоматического компенсатора |
постоян |
|
||||||||||||||||
|
|
|
Второй |
вариант |
|
||||||||||||||
ного тока с элементом Холла |
[ |
26J |
показан |
на р и с. |
I - I 9 , |
|
|
||||||||||||
где |
|
элемент Холла I размещен в зазоре магнитопровода 2, ох |
|
||||||||||||||||
ватывающего цепь с измеряемым током |
|
|
постоянного |
магнита |
|
||||||||||||||
Второй элемент Холла расположен в |
зазоре |
|
|||||||||||||||||
Ч. |
В цепи питания |
Ііпит |
oöa |
датчика |
соединены последо |
|
|||||||||||||
вательно, Выходные напряжения элементов Холла включены в са - |
|
||||||||||||||||||
ответствующие рамки Логометра 5 ѵ Для ликвидации погрешностей |
|
||||||||||||||||||
между выходными и токовыми цепями датчиков включены настроеч |
|
||||||||||||||||||
ные регистраторы |
6. |
|
тока |
|
|
|
на выходе основного датчи |
|
|||||||||||
|
|
|
При появлении |
|
|
|
|
||||||||||||
ка появляется сигнал, преодолевающий сигнал от дополнитель |
|
||||||||||||||||||
ного датчика, а стрелка логометра устанавливается в положе |
|
||||||||||||||||||
ние |
|
еС |
, соответствующее |
величине |
измеряемого |
тока |
І |
л |
|
||||||||||
|
|
|
Следовательно, |
et |
|
- |
угол |
отклонения |
- |
является |
|
||||||||
функцией измеряемого |
тока. |
|
|
принципиальная |
схема |
авто- |
|
||||||||||||
|
|
|
На рис. 1-20 приведена |
|
|||||||||||||||
51
Рис. /- / Я . А К П Т с элементомХолла