9. Принципиальная схема сар:
Рис. 8 Принципиальная схема САР.
Принципиальная электромеханическая схема САР уровня жидкости в емкости(рис.8) включает следующие звенья:
1 – объект регулирования
2 – датчик
3 – схема сравнения
4 – электронный усилитель
5 – магнитный усилитель
6 – исполнительный механизм
7 – регулирующий орган
8 – корректирующая обратная связь
В рассматриваемой
схеме объектом регулирования служит
емкость с жидкостью, уровень которой
является регулируемой величиной. В
качестве датчика используется сильфон,
подвижная стенка которого связана с
движком потенциометра R1,
включенного в мостовую схему вместе с
потенциометром задатчика Rзд и резисторами
R2,
R3,
R4.
Мост постоянного тока питается напряжением
и
играет роль схемы сравнения.
Сигнал разбаланса моста, определяемый значениями сопротивлений R1 и Rзд, подается на электронный усилитель, собранный на транзисторах VТ1 и VТ2. Усилитель питается напряжением ±Eк. На второй вход усилителя подается сигнал инерционной отрицательной обратной связи, включающей элементы Roc, Сос.
Усиленная разность сигналов разбаланса моста и обратной связи подается на управляющую обмотку двухтактного магнитного усилителя, имеющего, кроме того, обмотку смещения, питаемую напряжением ±Uсм, и рабочую обмотку, питаемую переменным напряжением от трансформатора T1. Сигнал, снимаемый с рабочей обмотки, выпрямляется диодными мостами VD3 – VD6, VD7 – VD10 и подается на исполнительный механизм, включающий двигатель постоянного тока М1 с независимым возбуждением ±Uв и редуктор Р.
Выходной вал редуктора связан с валом вентиля, управляющего подачей
жидкости из резервной емкости в объект и служащего регулирующим органом.
Одновременно выходной сигнал магнитного усилителя, подаваемый на исполнительный механизм, поступает на цепочку Roc, Сос, формирующую сигнал инерционной отрицательной обратной связи, упоминавшейся выше.
Сильфон:
Применяется обычно в качестве датчика для измерения давления газа или уровня жидкости.
Рис.9 Схема сильфона
Конструктивно сильфон представляет собой гофрированную коробку, выполненную в виде цилиндра с равномерными складками(гофрами). Если давление внутри сильфона будет уменьшаться, то под действием атмосферного давления сильфон будет укорачиваться. Если же давление внутри сильфона будет увеличиваться, то сильфон под действием этого давления будет удлиняться.
В случае измерения уровня жидкости гидростатическое давление жидкости действует на сильфон аналогично предыдущему случаю.
Таким образом, сильфон представляет собой упругий элемент. Входной величиной является измеряемое давление газа или жидкости в емкости Р, а выходной величиной – перемещении свободного конца сильфона х.
Мостовая измерительная схема:
В простейшем случае мостовая схема состоит из 4-х резисторов R1, R2, R3 и R4 , собранных в кольцо. Одна диагональ моста ab – питающая, на нее подается напряжение Uп, друга cd – измерительная, с нее снимается выходное напряжение Uвых .
Рис.10 Мостовая схема
Если мост сбалансирован, т.е. R1* R4= R2* R3, то на выходе измерительной диагонали напряжение Uвых =0. Если равновесие моста нарушится, например, под действием перемещения сильфона х измениться сопротивление измерительного резистора R1, то в измерительной диагонали появится напряжение Uвых ≠0.
Мостовая схема рассматривается как идеальное звено, ее передаточная функция
Величина Кмс определяется в процессе синтеза системы.
Элемент сравнения:
Рис.11 Схема элемента сравнения
Здесь сигнал с датчика Uд сравнивается с задающим сигналом Uз . В результате разность между этими сигналами ∆U(сигал рассогласования) подается на усилитель.
В случае использование мостовой измерительной схемы сигналом Uд является выходное напряжение мостовой схемы Uвых.
Усилители:
Служат для усиление сигнала рассогласования по напряжению(электронные усилители), и по мощности(магнитные усилители) до уровня, достаточного для работы исполнительного механизма.
авауауа