Принцип роботи поплавкового датчика

У резервуар 10 поплавок 1 підвішений на гнучкому контакті через блок 3 і урівноважений вантажем 6. На контакті закріплені упори 2 і 5, які при граничних рівнях рідини в резервуарі повертають коромисло 4 контактні пристрої 8. При поворотах коромисло замикає відповідно контакти 7 або 9, що включають або відключають електродвигун насоса.

Недоліки : Наявність рухомих частин, похибка при зміні характеристик елементів.

Мембранні датчики.

Використовуються для контролю рівня матеріалів.

Типи: ДУЗ – 1( датчик рівня зерна), МДУ (мембранний датчик рівня),ДУМ – К/ІІ (датчик рівня мембранний), а також електронні сигналізатори рівня. ЭСУ – 2.

Датчик типу ДУМ – К/ІІ призначений для контролю заповнення зерном і відходами бункерів на зерноочисних і зерносушильних агрегатах типу АВ – 20, КЗС – 20. (10).

Принцип роботи: У металевому корпусі І розміщений мікроперемикач 2 типу МП – 10, який має замикаючий і розмикаючий контакти. Мембрана підтримується пружиною 4.

Регулюванням тиску пружини за допомогою гвинта 5 можна зманювати чутливість датчика. У цьому датчику, як і в МДУ – 3, мембрана діє на шток мікроперемикача через систему двох важелів. При заповненні того чи іншого бункера встановлений в ньому датчик рівня спрацьовує, відповідна сигнальна лампа гасне і вмикається сигнальна сирена.

Електродні датчики рівня з вертикальними електродами (призначені для контролю рівня тільки в електропровідних рідинах).

Реагують на зміну рівня рідини при зміні активного або індуктивного опору між електродного простору. Складаються з електродів верхнього і нижнього рівня діаметром 1см, довжиною 12см закріпленні в ізоляційний чохлик із полімерного матеріалу, і загальним електродам, яким слугує корпус датчика Ім. Провідність у таких датчиків росте в залежності від рівня рідини. Використовуються на станціях керування типу ШЕТ.

Приклад електродного датчика рівня

Електродний датчик рівня має короткий 1 електрод і два довгих 2, 3, які укріплені в коробці затисків. Короткий електрод є контактом верхнього рівня рідини, а довгий — нижнього рівня. Датчик з'єднується дротами із станцією управління двигуном насоса. Коли вода піднімається до короткого електроду, це приводить до відключення пускача насоса. Зниження рівня води, коли рівень стає нижчим за довгий електрод, дає команду на вмикання насосу.

Електроди датчика включені в ланцюг котушки проміжного реле К, яке вмикається у вторинну обмотку знижувального трансформатора напругою 12 В. При підвищенні рівня рідини в резервуарі до рівня короткого електроду 1, утворюється електричний ланцюг: вторинна обмотка трансформатора — котушка реле К - електрод 1 - рідина - електрод 2. Реле спрацьовує і стає на само підживлення через свій контакт К і електрод 3, при цьому контакти 6 реле дають команду на відключення електродвигуна насоса.

При зниженні рівня рідини, коли він стає нижчим за рівень електроду 3, реле відключається і включає електродвигун насоса.

Схема вмикання поплавковий датчик рівня

електродного датчика рівня.

Електродний датчик рівня Поплавковий датчик рівня

2.ДАТЧИКИ ВОЛОГОСТІ.

Використовують у схемах АК і регулювання вологості повітря в с.г. приміщеннях. Найбільш поширені : гігроскопічні, психометричні, гігристорні та ін. датчики.

2. 1.Гігроскопічні датчики вологості.

В них використана властивість деяких тіл деформуватися при поглинанні вологи з навколишнього середовища ( капрон, віскоза, волос). Наприклад, реле вологості, встановлене в інкубаторах “ Універсал –45”, “ Універсал – 50”. У цьому реле тканина із штучного шовку змінює свої розміри залежно від вологості.

Шовкову стрічку 2 натягнуто на планках 3.

Одна планка (права) не рухома, друга натягується пружиною 4. Шток цієї планки діє через голку 5 на кінець важеля 8 з постійним магнітом 7, який керує ртутно-магнітними вимикачем 6. При збільшенні вологості шовкова стрічка видовжується, пружина 7 переміщує голку вліво. Голка повертає важіль з магнітом, і ВРМ розмикає електричне коло. При зменшенні вологості шовкова стрічка скорочується і контакт ВРМ розмикається. Регулюють реле гвинтом 9

2.2. Психометричні датчики вологості.

Мають два термочутливих елемента, один з яких встановлений у контрольованому середовищі ( сухий), а другий змочується водою (вологий). Якщо два напівпровідникових терморезистори Rtc, Rtb включити в мостову схему, то чим менша відносна вологість повітря, тим більша різниця опорів сухого і вологого резисторів і більша вихідна напруга вихідного моста.

На затискачах моста подається стабілізована напруга завдяки включенню в схему компенсаційного терморезистора. При підвищенні температури опір терморезистора зменшується, напруга живлення моста знижується і забезпечує правильність показу приладів при різних температурах повітря.

Питання для самоперевірки (датчики вологості)

1.Зазначте які функції виконує кожен із наведених деталей

гігроскопічного датчика вологості ( реле вологості інкубатора “Універсал”)

Деталі Функції

1.Шовкова стрічка А. Для регулювання реле.

2.Ртутно-магнітний вимикач Б. Керує ртутно-магнітним

3.Постійний магніт вимикачем.

4.Голка В. Деформується при поглинанні

5.Гвинт вологи

Г. Розмикає електричне коло

Д. Повертає важіль з магнітом

2.Властивість деяких тіл деформуватися при поглинанні

використовується в............................. датчиках.

3.Перерахуйте які ви знаєте датчики рівня

4.Недоліки поплавкових датчиків рівня

5.Перерахуйте які ви знаєте датчики тиску.

Датчики рівня

1.Мембранні датчики рівня використовуються для контролю :

А) рідин;

Б) газів;

В)сипучих матеріалів.

2.Принцип дії радіоізотопних датчиків рівня оснований на принципі :

А) повернення ультразвукових хвиль від кордону рідина-повітря (газ);

Б) зміни активного або ємнісного опору міжелектродного простору;

В) поглинанні γ-променів різної щільності.

3.Основний недолік поплавкових датчиків рівня:

А) наявність рухомих частин;

Б) на точність датчик впливає електропровідність робочої рідини;

В) деформація елементів, що входять в конструкцію датчика з часом;

4.Електродний датчик рівня призначений для контролю рівня:

А) сипучих матеріалів;

Б) електропровідних рідин;

В) не електропровідних рідин ;

Г) не електропровідних і електропровідних рідин.

5. Принцип електродних датчиків рівня оснований на принципі :

А) повернення ультразвукових хвиль від кордону рідина-повітря (газ);

Б) зміни активного або ємнісного опору міжелектродного простору;

В) поглинанні γ-променів різної щільності;

Г) перетворення переміщення в електричний сигнал.

Література : Л1.ст 61-63

Самостійне вивчення : Тахогенератори змінного і постійного струму – законспектувати.

Л.1 ст62-64

МОДУЛЬ 2 Лекція № 7

ТЕМА: Підсилювальні та стабілізуючі елементи

ПЛАН ;

1. Класифікація підсилювачів.

2. Магнітний підсилювач.

3. Електронний підсилювач.

1.

Пристрій призначений для підсилення потужності сигналу за рахунок енергії додаткового джерела живлення, називають підсилювачем.

КЛАСИФІКАЦІЯ ПІДСИЛЮВАЧІВ

Підсилювачі розрізняють по вихідній потужності, по виду допоміжної енергії, коефіцієнту підсилення, по формі характеристики, яка виражає залежність між вхідною і вихідною величинами (лінійна і нелінійна характеристика).

По виду допоміжної енергії підсилювачі поділяються :

ГІДРАВЛІЧНІ

ПНЕВМАТИЧНІ

ЕЛЕКТРИЧНІ : іонні, магнітні, електромагнітні, електронні, вакуумні, напівпровідникові

( транзисторні, тиристорні, діелектричні).

МЕХАНІЧНІ: муфти, редуктори, гальма.

Електричні підсилювачі розрізняють по потужності, по напрузі, по струмові.

Здійснюється підсилення і таких величин як переміщення, потужність, зусилля, тиск і т.д.

Коефіцієнт підсилення магнітних підсилювачів -10³...10 ⁶,

електронних 10²...10¹²

електромашинних 10³...10⁴

2. Магнітний підсилювач.

Дія магнітного підсилювача ґрунтується на залежності магнітної проникливості феромагнітних матеріалів при намагнічуванні змінним струмом від величини підмагнічуючого постійного струму.

Такі підсилювачі використовують для підсилення малих сигналів, так як коефіцієнт підсилення у них 10³..10 .

Магнітні підсилювачі не мають рухомих частин, не чутливі до вібрацій і поштовхів, стійко працюють від мережі змінного струму при значних коливаннях напруги.

Принцип дії.

Складається з двох дроселів І, ІІ, які підмагнічуються постійним струмом. Обмотки І, ІІ змінного струму обох дроселів намотані на осердя так, що напрями змінних магнітних потоків у внутрішніх осердях протилежні. Внаслідок цього Е.Р.С., що індукуються в обмотці 3 постійного струму змінними магнітними потоками Ф, взаємно компенсуються.

Вхідною величиною є постійний струм І обмотки керування, а вихідною змінний струм в робочій обмотці і на навантажувальному резисторі.

Струм в робочій обмотці:

Ін =U/Z =U/√R² +(wL)²

R – сума активних опорів обмотки 1.2 і навантаження,

U – підведена напруга змінного струму.,

wL=wL1 + wL2 – сума індуктивних спорів обмоток 1, 2.

Індуктивність робочих обмоток(Гн):

L1 = L2= w²Fμ\l

l – довжина сер. лінії осердям, м

w - число витків роботи обмотки

F – площа перерізу осердя, м

μ - магнітна проникливість осердя, Гн \м.

Постійний струм Ік, що проходить по обмотці керування, змінює насичення осердя. При цьому збільшення сили струму супроводжується зменшенням магнітної проникливості, внаслідок його індуктивний опір котушок 1,2 зменшується, а величина струму Ін збільшується.

Коефіцієнт підсилення визначається за формулою:

КІ= ΔІн/ ΔІк, Ru= ΔUн/ Uk , Rp= ΔPн / ΔPк

ΔІн , ΔUн , ΔPн - приріст Р, І, U в робочій обмотці при зміні Ік, Рк, Uk в обмотці керування.

Коефіцієнт підсилювача залежить від конструктивних параметрів м.п., тобто від об’єму міді обмотки керування, від матеріалу осердя (сталь, пермалой ). При збільшенні частоти коефіцієнта підсилювача зростає.

М.П. з однією обмоткою постійного струму (обмоткою керування) однаково реагують на обидва напрями струму підмагнічування. Але часто виникає потреба в тому, щоб струм у навантаженні Ін змінювався по-різному залежно від полярності сигналів керування. Для цього на внутрішніх стержнях осердя розміщують додаткову обмотку постійного струму – обмотку зміщення, яка утворює початкове підмагнічування сталим магнітним потоком.

Для збільшення коефіцієнта підсилення і швидкодії, кілька магнітних підсилювачів з’єднують послідовно.

При додатньому вхідному сигналі магнітний потік обмотки керування збільшує намагнічування осердь, отже Ін збільшується. При від’ємному – навпаки.

У випадку, коли магнітні потоки обмоток зміщення і керування однакові за величиною і протилежні за напрямом, струм навантаження буде мінімальний і дорівнюватиме струмові холостого ходу м.п. без зміщення.

Щоб збільшити магнітне підсилення, застосовують підсилювачі з додатковим зворотним зв’язком. Зворотний зв’язок може здійснюватися за допомогою спеціальної обмотки, яку розміщують на тому самому осерді, на якому розміщена обмотка керування, або за спеціальною схемою вмикання силової обмотки. Додатковий зворотній зв’язок збільшує коефіцієнт підсилювача від’ємний – навпаки.

При досить великому коефіцієнту зворотного зв’язку магнітний підсилювач може працювати в релейному режимі.

Електронні підсилювачі

Електронні підсилювачі застосовують в схемах автоматики для підсилення слабких сигналів від датчиків. Останнім часом набули поширення напівпровідникові підсилювачі, позитив­ними ознаками яких є малі розміри і мала маса, відсутність розжарення, велика механічна міцність вібро- й ударостійкість, порівняно великий строк роботи.

Розглянемо тріод (транзистор) типу р-п-р (Рис. ). Тріоди бувають також типу п-р- п Принципово робота тріодів обох типів відбувається однаково. Транзистори можна розглядати як два діоди, з' єднанні між собою однойменними електродами.

Якщо до лівого діода прикласти напругу в пропускному напрямі, то при малому значенні цієї напруги виникає струм, бо опір діода в цьому напрямі малий. Область, розміщена між двома перехідними шарами ( в даному разі область п), має дуже малі розміри. Ця область називається базою. Струм , носіями якого в області рє дірки, насичує базу носіями струму - дірками. Розміри бази настільки малі , що дірки , поширюючись уздовж бази, доходять до перехідного шару правого діода. Внаслідок малих розмірів бази процес рекомбінації дірок майже не позначається на зменьшенні кількості дірок, що досягають правого перехідного шару. Потрапивши у правий перехідний Шар, дірки під дією різниці потенціалів переходять у праву область і збираються біля негативного полюса батареї, збільшуючи струм правого діода. Так за допомогою струму в колі лівого діода (вхідне коло ) здійснюється керування струмом правого діода ( вихідне коло ). Ліва область рназивається емітер , а права п-колектором.

Розглянута схема ввімкнення транзистора є схемою зі загальним емітером .(дуже високий коефіцєнт підсилення порядку і має порівняно великий опір - близько 10³).

Схему з загальною базою практично майже не застосовується. Схему зі загальним колектором застосовують тоді, коли треба мати великий вхідний опір або малий вихідний опір.

-41-

Самостійне вивчення : Вимоги до стабілізаторів ,їх параметри , Л.2 ст 52-65.

Питання для самоперевірки

1.Поясніть призначення підсилювачів.

2.Класифікація підсилювачів.

3 Магнітний підсилювач складається з таких основних елементів:............

4. Класифікація підсилювачів за видом додаткової енергії:......................................

5.Вхідною величиною магнітного підсилювача струму є.................., вихідною...............

6.Для того ,щоб струм на навантаженні в магнітних підсилювачах

змінювався в залежності від полярності сигналу потрібно ………………………………

7. Принцип роботи електронного підсилювача з загальним емітером.

8. Вкажіть призначення обмотки зміщення.