18. Емкостные датчики.

    • Указать назначение емкостных датчиков. Их виды.

    • Изобразить схемы емкостных датчиков.

• Описать принцип работы.

Ответ

Различают несколько видов емкостных датчиков:

Емкостные датчики

Емкостные датчики предназначены для измерения линейных и угловых перемещений.

Емкостной датчик с переменным расстоянием между пластинами (рисунок а) содержит две неподвижные пластины 1, 2 и подвижную пластину 3, которая механически связана с измеряемым объектом. Если d1 = d2, то С1 = С2, при перемещении подвижной пластины 3 в какую либо сторону происходит изменение расстояния между пластинами изменяется емкость условных конденсаторов. Так при увеличении параметра d1 увеличивается емкость конденсатора увеличивается емкость конденсатора С2, и наоборот. По изменению емкостей С1 и С2 можно измерить линейное перемещение объекта (до 0,1мм).

Емкостной датчик с поворотными пластинами (рисунок б) представляет собой воздушный конденсатор, у которого одна группа пластин неподвижна 1, а другая может поворачиваться на угол α 2. При α = 0 площадь перекрытия пластин S, а следовательно и емкость, наибольшая. При повороте подвижных пластин на угол α площадь перекрытия и емкость уменьшаются. Такие датчики применяются для измерения углов поворота от 0⁰ до 180⁰.

Емкостной датчик с переменной диэлектрической проницаемостью (рисунок в) представляет собой конденсатор, с переменным диэлектриком. При различных величинах E1 воздуха, и Е2 перемещаемого диэлектрика, образуются два параллельно соединенных конденсатора. При перемещении диэлектрика, т.е. изменении уровня жидкости, изменяется перемещение h и емкость С. По изменению емкости судят о изменении уровня жидкости.

19. Классификация система автоматического регулирования.

• Указать назначение САР.

• Дать классификацию САР по характеру изменения регулируемых параметров.

• Дать классификацию САР по характеру процессов, происходящих в регулируемом контуре.

Ответ

Система автоматического регулирования предназначена для автоматического выполнения операций с зависимостью процесса управления от конечного результата.

САР подразделяется: 1) по характеру изменения регулируемых параметров.

Эта группа подразделяется на три подгруппы:

Стабилизирующие, когда значение выходного параметра Y(t) поддерживается пос­тоянным. В этих случаях не изменяется с течением времени и задающее воздействие X(t). Действие внешних возмущений (помех) на систему благодаря постоянному зада­ющему воздействию резко уменьшается или полностью устраняется. Примерами таких систем является стабилизаторы напряжения, температуры, скоростит, углового перемещения.

С програмным регулированием, когда изменение выходного параметра Y(t) осуществляется по определённому закону в соотношении с изменением задающего воздействия X(t). Примерами таких систем могут быть станки с программным управлением (прокатный станок с изменяющимся по программе раствором валиков и т. д.)

Следящие системы, когда изменение выходного параметра Y(t) происходит по заранее неизвестному закону изменения задающего воздействия X(t). Во время работы системы регулируемая величина Y(t) должна измениться в полном соотношении с задающим воздействием, т.е. она следит за ним. К таким системам относятся системы автоматического сопровождения цели (например телескоп следит за движением необходимого тела), системы синхронного следящего электропривода (вал электродвигателя следит за положением задающего вала), системы автоподстройки частоты (в радиоприёмнике осуществляется слежение за частотой входного сигнала)

2) По характеру процессов, происходящих в регулируемом контуре. Эта группа подразделяется на три подгруппы:

Непрерывные, когда воздействие на регулирующий орган осуществляется непрерывно в соответствии с отклонением регулируемой величины, а величина выходного параметра Y(t) всегда пропорциональна задающему воздействию X(t). Связь между ними может быть линейная и нелинейная. Примером таких систем может быть систе­мы вентиляции, водоснабжения и т.д.

Импульсные, когда работа элементов контура регулирования происходит прерывисто в зависимости от программы или возмущающего воздействия. Управляющее устройство систем импульсного регулирования вырабатывает последовательные им­пульсы, длительность которых пропорциональна управляющему сигналу. Такое управляющее устройство позволяет весьма просто осуществить усиление маломощного сигнала.

Релейные, когда управляющий сигнал подаётся на исполнительное устройство с характером нарастающего воздействия. В релейных системах выходная величина упрощающих устройств представляет собой последовательность импульсов, длитель­ность которых и знак зависят от знака входной величины. К релейным системам относятся вибрационные устройства (вибраторы различного назначения).