3. Измерительные преобразователи систем автоматического контроля перемещений и положения в объектах химико-технологического комплекса.

Первичные преобразователи (датчики) перемещений предназначены для контроля линейных и угловых перемещений. Они являются достаточно универсальными: их можно использовать и самостоятельно, и как составные узлы более сложных первичных преобразователей (давления, уровня, температуры, расхода). Получили широкое распространение в промышленности, т.к. большое число всех контролируемых переменных приходится на линейные и угловые перемещения.

По характеру выходного сигнала датчики, используемые в САК перемещений, классифицируют:

Дискретные контактные датчики перемещений

Основным контактным датчиком является конечный выключатель. При нажатии на шток нормально закрытый контакт SQ1.1. разрывается, а нормально открытый контакт SQ1.2 закрывается. При снятии нажатия пружина возвращает шток в исходное положение. Связь контактов – механическая.

Достоинство: простота конструкции, большие мощности и амплитуды сигнала.

Недостатки: худшие по сравнению с непрерывными датчиками статические и динамические характеристики.

Оба типа датчиков применяются как для командных, так и для измерительных операций:

а) командные операции – предназначены для ограничения хода узлов механизмов и станков. Воздействие на конечные выключатели происходит при помощи разнообразных упоров (кулачки)

б) измерительные операции – предназначены для измерения линейных размеров изделий или величины перемещения рабочих органов. При этом датчики настраиваются на данный размер по образцовым деталям.

Широко применяются в промышленности в контрольносортировочных автоматах для сортировки по размерам на три или более групп.

Непрерывные датчики перемещений

а) Потенциометрические датчики (реостатные)

Применяются для измерения линейных и угловых перемещений.

Принцип действия: при изменении положения токосъемного контакта переменного сопротивления изменяется его сопротивление Rд.

Недостаток: скользящий контакт (возможен обрыв провода обмотки).

б) Индуктивные датчики (электромагнитные)

Применяются для измерения линейных и угловых перемещений.

Принцип действия: при изменении положения ферромагнитного якоря изменяется индуктивное сопротивление катушки

б1) простейший датчик

б2) дифференциальный индуктивный датчик. Состоит из двух простейших (нереверсивных) датчиков

При среднем положении якоря индуктивные сопротивления катушек одинаковые, величины токов в катушке равны (I1 = I2) и результирующий ток во вторичном приборе (ВП) равен 0. При отклонении якоря на δ появляется разность токов в обмотках катушки, который фиксируется ВП.

Статическая характеристика: имеет больший линейный участок по сравнению с простейшим датчиком, что позволяет увеличить рабочее перемещение якоря.

Достоинства:

· компенсация колебаний напряжения и окружающей среды;

· чувствительность в два раза выше, чем у простейшего датчика.

в) Емкостные датчики

Принцип действия: при изменении площади перекрытия пластин S конденсатора или расстояния δ между ними изменяется его емкость C.

Для хорошей работы требуют повышенной частоты питания (выше 1000 Гц). Кроме измерения перемещений используются для систем автоматического контроля уровня и влажности.

г) Фотоэлектрические датчики (бесконтактные)

Применяются для измерения длины, контроля состояния поверхности, учета (подсчета) продукции.

Принцип действия: изменение электрических характеристик датчика под действием потока света.

а) контроль линейных размеров, учет продукции [м.б. для защиты рук]

Световой поток пересекается с движущимся изделием полностью, или частично экранируя его.

б) контроль состояния поверхности

Световой поток частично поглощается и частично отражается от изделия.

Билет № 18