11Расходомеры переменного перепада давления.

Используются, в основном, для контроля вспомогательных процессов энергоснабжения. Высокие рабочие давления и простота конструкции. Состав: —стандартное сужающее устройство (диафрагма, сопло, труба Вентури) дифманометр, соединительные линии. Измерительным преобразователем расхода является сужающее устройство, в котором образуется перепад давления .∆Р, зависящий от расхода. Зависимость квадратичная. Классический метод, описанный в любом учебнике.

ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ

Расходомеры этой группы широко применяются практически во всех отраслях пищевой промышленности. Принцип их действия основан на использовании зависимостей скорости движения тел — чувствительных элементов, помещаемых в поток, от расхода ве­ществ, протекающих через эти расходомеры. Известно большое число разновидностей тахометрических расходомеров, однако в практике для измерения расхода самых разнообразных жидкостей и газов широко распространены турбинные, шариковые и камер­ные расходомеры.

ТУРБИННЫЕ РАСХОДОМЕРЫ В турбинных расходомерах чувствительным элементом являют­ся вращающиеся под действием потока жидкости или газа турби­ны— крыльчатки, располагаемые горизонтально или вертикально. В турбинном водосчетчике вертикально располо­женная вращающаяся крыльчатка 1 представляет собой многохо­довой винт с большим шагом и располагается в корпусе 2. Частота вращения п Зтой крыльчатки, пропорциональная расходу вещест­ва, протекающего через расходомер

(VIII.24)

Турбинный преобразователь расхода газа (рис. VIH.8) состоит из корпуса 3, в котором расположены два обтекателя 4 и крыльчат­ка 6. Сверху на корпусе размещен магнитоиндукционный преобра­зователь 5, преобразующий частоту вращения крыльчатки в стан­дартизованный электрический сигнал измерительной информации.

Подобные преобразователи выпускаются в расчете на диаметры условного прохода D_y от 50 до 150 мм для измерения расхода газа от 5 до 1200 м³/ч, класс точности 1.

Шариковые расходомеры

Принцип действия тахометрических шариковых расходомеров основан на вращении закрученным потоком жидкости, протекаю­щей через измерительный преобразователь, свободно плавающего тела —шара. Частота вращения шара f пропорциональна расходу измеряемой среды:

Различают шариковые расходомеры с осевым и тангенциаль­ным подводом потока жидкости к измерительному преобразователю расхода.

Сигнал с помощью промежуточного преобра­зователя приводится к нормализованному виду 0—5 мА.

Шариковые расходомеры с тангенциальным подводом жидко­сти предназначены для измерения малых расходов чистых жидко­стей в диапазоне от 0 до 10 м³/ч, класс точности 1,5, шариковые расходомеры с осевым подводом жидкости — от 2,5 до 600 м³/ч, класс точности 1,5; 2,5.

Гидродинамическая подвеска позволяет исключить механиче­ское трение и значительно (в 4—5 раз) повышает надежность рас­ходомеров.

Камерные расходомеры

Камерные тахометрические расходомеры представляют собой эдин или несколько подвижных элементов, отмеривающих или от­секающих при своем движении определенные объемы жидкости

или газа. Существует большое число конструкций камерных рас­ходомеров жидкостей и газов. Овально-шестеренчатый счетчик жидкостей состоит из двух одинаковых овальных шестерен, вращающихся под действием перепада давления жидко­сти, протекающей через его корпус. В положении / правая шестер­ня отсекает некоторый объем жидкости 1; так как на эту шестерню действует крутящий момент, она поворачивается по часовой стрел­ке, вращая при этом левую шестерню против часовой стрелки. В по­ложении II левая шестерня заканчивает отсекание новой порции жидкости 2, а правая выталкивает ранее отсеченный объем / в выходной патрубок счетчика. В это время вращающий момент дей­ствует на обе шестерни.

Вопрос - 12

Влияние различных з-нов регулирования на примере объектов первого порядка без запаздывания

(1)

Указывает на то что управление воздействия направлено в сторону уменьшения рассогласования , т.е. имеет место отр. обратная связь

1)Без регулятора

Как исследовало ожидать ОР и без автомата регулятора приходит в новое установивш. со стат. ошибкой=К1

При использовании в (1+К2Кр) раз уменьшается стат. ошибка регулирования во столько раз уменьшается емкость и время регулирования.

С ПД-регулятором

Т.о добавление П-составл.не повлияло на статистическую ошибку, но увеличела емкость системы

ПИД

; ;

По таблицам Лапласа ищем изображение единичного ступенчатого возмущения

Умножим на Р

;

; ;

Корни вещественные и оба отр.

; D=0; ;;

Корни комплексные

Т.О. при использовании регулятора с устойчивым объектам 1-го порядка зависимости от коэф.ур-я динамики и настроичного параметра Ти и возможн. как апериодич. так и колебательные затухающие переходные процессы.

Стат. ошибка регулир=0.Аналог можно просмотреть случаи с ПИ и ПИД-регуляторы. В зависимости от коэффициентов настроечных параметров возможны как апериодические так и колебательно-затухающий переходный процесс.

При этом обеспечивается отсутствие стат. ошибки регулирования, а др.составляют улучш. качественные показатели: время регулирования данной ошибки и др.

Вопрос - 13

В дифференциально-трансформаторных передающих преобра­зователях и основанной на их использовании системе дистанцион­ной передачи унифицированным сигналом измерительной информации является значение взаимной индукции между обмотками элек­трических катушек (пределы изменения взаимной индуктивности , 0—10 мГн). Дифференциально-трансформаторный преобразователь представляет собой две катушки первичная и вторичную, состоящие каждая из двух секций. Первич­ная катушка состоит из двух секций, включенных между собой со­гласно, т. е. выход одной включен на вход другой, а во вторичной ка­тушке выход первой секции 1подключен к выходу второй секции 2. Внутри катушек под действием преобразуемой величины перемеща­етсясердечник4.

Взаимная индуктивность системы в зависимости от положения

сердечника выразится формулой

Величина и фаза выходного сигнала Е(ЭДС) зависят от положения сердечника в катушке преобразователя по отношению к нейтрале О—О.

Принципиальная электрическая схема дифференциально-трансформа­торной системы дистанционной передачи

Вторичные обмотки включены встречно и подключены ко входу электронного усилителя.

'Когда сердечник трансформатора 2 находится в среднем (нейт­ральном) положении, ЭДС, индуцируемые во вторичных обмотках E1 и Е₂, равны и направлены навстречу. Это положение характери­зуется равенством

Если сердечник трансформатора 6 тоже находится в среднем по­ложении, разность ЭДС во вторичных обмотках этой катушки Е3 и Е₄ также равна нулю:

U₂ = Е₃- Е₄ = 0. •

Из равенства следует, что при одинаковых параметрах катушек напряжение на входе в усилитель равно нулю и система находится в покое. В этом случае сигнал разбаланса равен нулю и можно записать:

При отклонении положения сердечника трансформатора 2 от нейтрального под действием изменения измеряемого параметраизменяется распределение магнитных потоков во вторичных обмот­ках. Следовательно, индуцируемые в них ЭДС не будут равны, и в цепи возникнет ток, напряжение которого

Величина этого напряжения является функцией перемещения сердечника трансформатора 2, а фаза зависит от направления от­клонения сердечника от среднего положения. Сигнал разбаланса подается на вход электронного усилителя3 и после усиления по­ступает на обмотку управления реверсивного электродвигателя 4, который с помощью кулачка 5 перемещает сердечник трансформа­тора 6 до тех пор, пока разность напряжений снова не станет равна нулю. Одновременно с. перемещением сердечника движутся стрелка отсчетного устройства или перо пишущего механизма, свя­занные с реверсивным электродвигателем. В результате каждому положению сердечника трансформатора2 передающего устройст­ва соответствует определенное положение сердечника катушки воспринимающего устройства.

Из изложенного следует, что дифференциально-трансформатор­ный преобразователь является устройством, в котором перемещение сердечника преобразуется во взаимную индуктивность между его первичной и вторичной обмотками. Неравенство взаимных индуктивностей двух преобразователей в системе дистанционной передачи, обусловливает возникновение в ней сигнала разбаланса в виде разности напряжения . Основная погрешность дифференциально-трансформаторной системы при передаче на рас­стояние до 250 м±0,5—1%, на расстояние до 1 км±2,5%.