13 Термоэлектрические датчики

Термоэлектрический преобразователь (термопара) представляет собой чувствительный элемент, состоящий из двух разных проводников или полупроводников, соединенных электрически, и преобразующий контролируемую температуру в ЭДС. Принцип действия термоэлектрического преобразователя основан на использовании термоэлектродвижущей силы, возникающей в контуре из двух разнородных проводниковA и В, места соединения (спаи) которых нагреты до различных температур (рис. 5.18, а). Знак и значение термоЭДС в цепи зависят от типа материалов и разности температур в местах спаев. При небольшом перепаде Δθ температур между спаями термоЭДС ЕАВ можно считать пропорциональной разности температур Δθ: где KsAB - чувствительность термопары.

Если к термопаре подключить милливольтметр с сопротивлением RH, то по значению термоЭДС можно определить температуру (рис. 5.18, б). Чтобы получить достоверные результаты, необходимо один спай термопары, называемый рабочим, поместить в среду с температурой θ1 подлежащей измерению, а температуру θ0 других - нерабочих (холодных; свободных) спаев поддерживать постоянной.

14 Электромашинные преобразователи – тахогенераторы

15 Электромашинные преобразователи – сельсины

Сельсинами называют электрические микромашины переменного тока, обладающие способностью самосинхронизации и применяемые в синхронных системах дистанционной передачи угла в качестве датчиков и приемников. Передача угловой величины в такой системе происходит синхронно, синфазно и плавно. При этом между устройством, задающим угол (датчиком), и устройством, принимающим передаваемую величину (приемником), существуют только электрические соединения в виде линии связи.

Сельсины бывают трехфазные силовые и однофазные, однако в системах управления практически используются только однофазные.

Однофазные сельсины работают в основном в двух режимах. В индикаторном режиме датчик поворачивается принудительно, а приемник устанавливается в согласованное с датчиком положение под воздействием собственного синхронизирующего момента. Этот режим используют в системах контроля угла поворота объекта. Погрешность передачи порядка 0,5°-1,5°.

В трансформаторном режиме датчик поворачивается принудительно, а приемник вырабатывает напряжение, являющееся функцией угла рассогласования. Этот режим наиболее часто используют в системах управления углом поворота объекта.

Для обоих режимов возможны следующие схемы:

а) парная: датчик – приемник;

б) многократная: датчик – несколько приемников;

в) дифференциальная: два датчика- приемник.

Однофазный сельсин может работать как в индикаторном, так и в трансформаторном режимах в качестве датчика и приемника. Однако ввиду специфичности предъявляемых требований выпускаемые сельсины предназначаются для конкретного режима работы.

Основные требования, предъявляемые к дистанционным передачам на сельсинах:

1) высокая статическая и динамическая точности. Статическая точность определяется погрешностью следования в режиме медленного поворота, а динамическая – в режиме вращения с меняющейся по заданному закону угловой скоростью. Погрешность следования дистанционной передачи – это отклонение угла поворота ротора сельсина -приемника от угла поворота сельсина-датчика в положении согласования;

2) способность к самосинхронизации в пределах одного оборота, т.е. свойство системы на сельсинах занимать только одно устойчивое согласованное положение в пределах оборота;

3) сохранение свойства самосинхронизации и заданной точности при высоких угловых скоростях и наличии в системе нескольких приемников.