Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устройства сбора информации для управления техническими системами. Методические указания по дисциплине «Управление техническими системами» для студент
.pdf
2D1D0εт
ε
вх
x
h
0 вх 0 т вх
д 1 2
22
11
0 т вх
2πε ( ) 2πε ε
ln ln
(ε 1) ,
h x x
C C C
DD
DD
C h x
0
0
2
1
2πε
ln
C
D
D
вх
x
д
С
эт 0
С С h
R
R
пU~
выхU~
Рис. 21. Коаксиально расположенные трубы
Общая емкость датчика определяется уравнением (49):
(49)
где
на единицу высоты h;
— емкость воздушного цилиндрического конденсатора
— измеряемый уровень топлива в баках.
Рис. 22. Измерительная мостовая схема емкостного датчика
41
При использовании емкостных датчиков для измерения уровня
д
C
эт 0
C C h
вых 0
U
1 д
CC
2 эт 0
C C C h
т вх
п
вых 0
т вх
ε1
22 ε1
x
U
U
hx
вых 0 вх
()U f x
вых вх
()U f x
топлива в баках летательного аппарата, в одно из плеч которого
включается емкостный датчик
, а в другое — эталонная емкость
, обычно применяется мостовая схема (рис. 22). Два других
плеча образуют резисторы R. Найдем выражение для напряжения
в режиме холостого хода. Для этого подставим в равенство
(43) значение
(49) и значение
. Получим сле-
дующее выражение (50):
. (50)
Из выражения (50) следует, что статическая характеристика
мостовой схемы не линейна даже при холостом ходе
датчика. Для ее линеаризации обычно в обкладках цилиндрического
конденсатора вырезают отверстия в таком порядке, чтобы получить
линейную зависимость выходного на пряжения схемы от объема топлива в баке. При этом необходимо учитывать не только нелинейный характер зависимости и
, но и конфигурацию бака.
4.3. ПАРАМЕТРЫ ЕМКОСТНЫХ ДАТЧИКОВ
Емкостные датчики обладают высокой чувствительностью, что
достигается параллельным включением обкладок конденсаторов, для
которых создаются одинаковые условия.
Для уменьшения погрешностей, вызываемых влиянием внешних
электростатических полей, датчики помещают в специальный экран.
Для уменьшения потерь мощности выходного сигнала применяют
согласование нагрузки с внутренним сопротивлением схемы. Реактивное сопротивление нагрузки выбирают равным по величине и обратным по знаку внутреннему сопротивлению датчика.
Емкостные датчики обладают высоким быстродействием, имеют
малую массу и габариты. В них почти полностью отсутствуют силы
притяжения между пластинами.
К недостаткам емкостных датчиков следует отнести: сравнительно
низкий уровень мощности выходного сигнала; нестабильность характеристик при изменении параметров окружающей среды; влияние паразитных емкостей.
42
5. ДАТЧИКИ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ
A
х
f
хNэт
f
Преобразова-
тель
Сч. имп. 1
Сч. имп. 2
Начало
счета
Конец
счета
A
х
f
х
N
Преобразова-
тель
Сч. имп. 1
Сч. имп. 2
хNэт
f
а
б
В датчиках, предназначенных для получения первичной информации о состоянии объекта управления, находят применение параметрические преобразователи, в которых измеряемая неэлектрическая величина преобразуется в частоту синусоидальных или импульсных
сигналов. Такое преобразование обеспечивает высокую помехоустойчивость, простоту получения цифрового кода, возможность унификации преобразователей и т.д. Датчики с частотным выходом обычно
включают преобразователь с частотным выходом и измеритель частоты. Выходным сигналом такого датчика может быть цифровой код как
результат измерения частоты.
Рис. 23. Структурная схема преобразователей с частотным выходом:
а — подсчет импульсов за интервал времени задаваемое эталонной частотой;
В качестве преобразователей с частотным выходом используются
электронные и электромеханические устройства, работающие в режиме
за интервал времени числом импульсов на выходе преобразователя
б — подсчет импу льсов эталонной частоты
автоколебаний: автогенераторы синусоидальных колебаний, релакса-
43
ционные генераторы, струнные преобразователи, параметрические преобразователи и др. Частота выходного сигнала преобразователя зависит
от изменений од ного из параметров схемы автогенератора под действием входной (измеряемой) величины, которой может быть сила, давление, перемещение, уровень и др.
Измерение частоты осуществляется путем предварительного преобразования ее в код. При этом подсчитывается число импульсов на
выходе преобразователя за интервал времени, задаваемый определенным числом импульсов эталонной частоты (рис. 23, а), или подсчитывается число импульсов эталонной частоты за интервал времени, задаваемый определенным числом импульсов на выходе
преобразователя (рис. 23, б). Результат выдается в десятичном либо в
двоичном коде. В связи с развитием бортовых цифровых вычислительных машин датчики с цифровым выходом получили широкое применение в строительном оборудовании.
44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Арсентьев, Ю.Н. Проектирование систем логического управления на
микропроцессорных средствах / Ю.Н. Арсентьев, В.М. Журавлев. М. : Высшая
школа, 1991. 319 с.
2. Вальков, В.М. Автоматизированные системы управления технологическими
процессами / В.М. Вальков, В.Е. Вершин. Л. : Политехника, 1991. 269 с.
3. Дашенко, А.И. Автоматизация процессов машиностроения. М. : Высшая
школа, 1991. 480 с.
4. Диденко, К.И. Программируемые контроллеры МикроДАТ / Диденко
К.И. и др. // Приборы и системы управления. № 1. 1991. С. 10―15.
5. Емельянов, А.И. Проектирование автоматизированны х систем
управления технологическими процессами / А.И. Емельянов, О.В. Копник. М. :
Энергия, 1974. 499 с.
6. Иващенко, Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы
систем. М. : Машиностроение, 1973. 606 с.
7. Клюев, А .С. Техника чтения схем автоматического управления и
технологического контроля. М. : Энергоиздат, 1983. 376 с.
8. Ключев, В.И. Теория электропривода. М. : Энергоатомиздат, 1985. 560 с.
9. Клюев, А.С. Проектирование систем автоматизац ии технологических
процессов: справочное пособие. М. : Энергоа томиздат, 1990. 464 с.
10. Клюев, А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем
регулирования: справочное пособие. М. : Энергоатомиздат, 1989. 432 с.
11. Коровин, Б.Г. Сис темы программного управления промышленными
установками и робототехническими комплексами / Б.Г. Коровин и др. Л. :
Энергоатомиздат, 1990. 352. с.
12. Коптев, Ю. Н. Датчики теплофизических и механических параметров:
справочник в 3-х томах. Т.1 (Кн.1). М. : Изд-во ИПРЖР, 1998. 458 с.
13. Коры тин, А.М. Автоматизация типовых технологических про-цессов и
установок / А.М. Коры тин и др. М. : Энергоиздат, 1988. 432 с.
14. Крупович, В.И. Справочник по проектированию автоматизированного
электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред.
В.И. Круповича и др. М. : Энергоиздат, 1982. 416 с.
15. Кузин, А.Ю. Датчики теплотехнических и механических величин:
справочник / А.Ю. Кузин, П.П. Мальцев. М. : Энергоатомиздат, 1996, 126 с.
16. Локотков, А. Что должна уметь SCADA // Современные техно -логии
автоматизации., № 3, 1998. С. 44―46.
17. Мишель, Э. Программируемые контроллеры / Перевод с фр. Э. Мишель
и др. М. : Машиностроение, 1986. 172 с.
18. Михайлов, О.П. Электрические аппараты и средства автоматизации /
О.П. Михайлов, В.Е. Стоколов. М. : Машинос троение, 1982. 183 с.
45
19. Соломенцев, Ю.М. Роботизированные технологические комплексы и
гибкие производственные системы в машиностроении. Альбом схем и
чертежей: учебное пособие для вузов. М. : Машиностроение, 1989. 192 с.
20. Смилянский, Г.Л. Справочник проектировщика АСУТП . М. :
Машиностроение, 1983. 527 с.
21. Шемелин, В.К. Проектирование систем управления в машиностроении:
учебник для студентов технических вузов. М. : Станкин, 1988. 254 с.
46
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]