Контрольные вопросы по теме 6.
1. Как работает система измерения уровня?
2. Как устроена система контроля уровня?
3. Как работает система измерения давления?
4. Как измеряют расход воды?
5. Как устроен и как работает индукционный датчик расхода?
6. Как измерить влажность почвы?
Тема 7. Усилители, блоки сравнения, задатчики, командные устройства.
7.1. Полупроводниковые усилители
В полупроводниковых усилителях, как и в магнитных, широко используются отрицательные и положительные обратные связи. Отрицательная обратная связь уменьшает искажения выходного сигнала, улучшает частотную характеристику усилителя, способствует стабилизации его работы при замене транзисторов с производственным разбросом параметров и при изменении их характеристик в зависимости от температуры. Положительная обратная связь используется в основном для увеличения коэффициента усиления и перевода усилителя в релейный режим. В последнем качестве она применяется в бесконтактных полупроводниковых реле и нуль-органах..
Нуль-органом называют сравнивающий элемент автоматических устройств, формирующий сигнал или знак рассогласования сравниваемых величин. Кроме того, в измерительных устройствах он выдает визуальный сигнал и поэтому его чаще всего называют нуль-индикатором.
Нуль-индикатор должен реагировать на величину и знак разности двух сравниваемых электрических величин (токов или напряжений). Ток или напряжение на выходе нуль-индикатора при его срабатывании или возврате, как и у реле, изменяется скачкообразно.
Полупроводниковые нуль-индикаторы по сравнению с широко используемыми поляризованными и магнитоэлектрическими реле обладают некоторыми преимуществами. Их отличает высокие чувствительность и к. п. д., больший срок службы, значительная вибро- и ударостойкость. Весьма ценное их качество — возможность бесконтактного управления непосредственно промежуточными реле с высокой коммутационной способностью контактов.
Принцип действия полупроводниковых нуль-индикаторов одинаков, но схемные решения могут быть различными. Рассмотрим две схемы нуль-индикатора, разработанные в Московском институте инженеров сельскохозяйственного производства им. В. П. Горячкина.
На рисунке 7.1 показана схема нуль-индикатора с двумя устойчивыми состояниями: первое — реле разомкнуло свои контакты и ток реле равен I0: второе — реле сработало и ток реле равенIр. Схема работает следующим образом. На вход схемы к зажимам 1 и 2 подается сигнал рассогласования сравниваемых величин в виде малого тока или напряжения. При отсутствии входного сигнала триод Т1открыт током, протекающим по цепи: эмиттер — база триода Т1— резисторR1. Вследствие этого потенциал базы триода Т2имеет незначительную положительную величину относительно эмиттера этого же триодач Отрицательный потенциал смещения эмиттера создается падением напряжения в диоде Д2в прямом направлении. Благодаря этому Т2закрыт, а через реле протекает незначительный токI0= 20—50 мка. Потенциалы входных зажимов 1 и 2 определяются соответственно падением напряжения в триодеT1от токов, протекающих через резисторыR1иR2, и падением напряжения в диоде Д1от токов, протекающих через резисторыR3иR4. Равнопотенциальность между входными зажимами 1 и 2 сохраняется в широком интервале температур благодаря примерно одинаковым температурным зависимостям падения напряжения в цепи эмиттер — база триода Т1и диода Д1. Если на вход схемы подается сигнал рассогласования, равный току срабатыванияIcри обращенный положительной полярностью к зажиму 1, то триод Т1закрывается, а триод Т2открывается.
Для получения релейной характеристики нуль-индикатора предназначен резистор R4, который образует цепочку параллельной положительной обратной связи. При изменении входного сигнала до величины тока возвратаIвсхема скачкообразно переходит в первоначальное состояние. При возврате разряд электромагнитной энергии обмотки реле Р происходит на резисторыR3иR4. РезисторомR1можно в широких пределах регулировать величину срабатывания нуль-индикатора начиная с 5 мка (50 мв) и выше.
Нуль-индикатор с тремя устойчивыми состояниями представляет собой соединение двух нуль-индикаторов, изображенных на рисунке.
Если входного сигнала нет, то триоды Т1и Т3открыты, а триодыT2и T4закрыты, что соответствует обесточенному состоянию обмоток реле Р1иP2. Если отрицательная полярность сигнала будет подана к зажиму 2, а к зажиму 1 — положительная, то триод Т3останется открытым, а триод Т1закроется. Благодаря этому открывается триод Т2и срабатывает реле Р1. При обратной полярности входного сигнала срабатывает реле Р2. Характеристика нуль-индикатора с тремя устойчивыми состояниями показана на рисунке
