Системы дистанционной передачи показаний
Системы дистанционной передачи показаний включают в себя передающий преобразователь, канал связи и приемное устройство, чаще! всего выполненное в виде вторичного прибора. Системы дистанционной передачи показаний по виду используемой ими энергии разделяют на электрические и пневматические.
Электрические системы дистанционной передачи показаний бывают реостатные, индукционные, дифференциально-трансформаторные,) ферродинамические и токовые.
Реостатная система передачи измерительной ин-j формации строится следующим образом. От вторичной обмотки тран-| сформатора Тр1 (рис. 89, а) выпрямленное напряжение подается на сопротивление R2 приемника и переменные сопротивления R1 и дат-1 чи к реостатный ДР. В диагональ образованного этими сопротивления*! ми моста включен измерительный прибор ИП. С помощью сопротив-1
ления R1 устанавливают степень чувствительности прибора, а сопротивление R2 служит для балансировки моста. ДР представляет собой реостат, соединенный с чувствительным элементом передающего преобразователя. При увеличении измеряемой величины движок ДР перемещается, мост разбалансируется и в диагонали протекает ток, пропорциональный перемещению движка ДР
Для передачи показаний в системах, измеряющих отклонения измеряемых величин от среднего значения, применяют измерительный прибор ИП с нулем посередине и балансируют мост при среднем положении движка ДР.
Индукционная система передачи показаний строится по тому же принципу. Мост переменного тока питается от трансформатора Тpi (рис. 89, б). Диоды Д1 и Д2 выпрямляют ток в диагонали моста. Датчик индуктивный ДИ представляет собой катушку
Рис. 89. Схемы реостатной (а) и индукционной (б) систем передачи показаний:
индуктивности, средняя точка которой включена в диагональ мостаЯ В катушке перемещается пропорционально изменению измеряемой! величины сердечник из магнитного материала, который связан с ма-1 номеїрической пружиной, сильфином, мембраной. Если мост сбалаЛ сировать сопротивлением R2 при среднем положении сердечника, I
Рис. 90. Схема дифференциальнотрансформаторной системы:
то при изменении измеряемой величины сердечник, перемещаясь вверх или вниз, будет изменять индуктивность, а следовательно, И| сопротивление переменному току плечей моста. В диагонали появится ток.
Эти системы настраивают индивидуально для каждой пары «пере! дающий преобразователь — приемное устройство». Основная их об! ласть применения — передача информации о положении устройств! со значительными перемещениями (например, исполнительных меха! низмов), работа в качестве формирователей задания или переменной для регуляторов и т. п.
Дифференциально-трансформаторную си-1 с т е м у передачи показаний применяют в измерительных приборах! в которых изменение измеряемой величины преобразуется в возврати но-поступательное перемещение передающего механизма, как, напрД мер, в манометрах, ротаметрах. Дифференциальный трансформатоя преобразователя / (рис. 90) состоит из первичной питающей обмотки и двух включенных встречно вторичных обмоток, намотанных на| один жесткий цилиндрический каркас. Сердечник (плунжер) переме! щается внутри каркаса в зависимости от значения измеряемой вели! чины. При отклонении плунжера преобразователя от среднего значения напряжение на выходе дифтрансформатора станет равным
Л£Л = ех — е2,
ідед иг — напряжение на выходе преобразователя; ел и е2 — напряжения на катушках вторичной обмотки.
Изменение напряжения вызывается тем, что взаимоиндуктивность катушек изменяется, причем в противоположном направлении, и их сопротивление переменному току становится различным.
Дифтрансформаторная система передачи информации предусматривает наличие электронного автоматического вторичного прибора II Плунжер вторичного прибора перемещается 3 лекалом /, связанным с двигателем прибора. При изменении положения плунжера преобразователя на вход усилителя поступит разность напряжений Д U = —А І/*- Усилитель будет иметь на своем выходе напряжение, иращающее двигатель, до тех пор, пока не наступит равновесие системы (Д U ~ 0).
Усилитель, записывающий механизм и вспомогательные устройства, встроенные во вторичный прибор, аналогичны этим же устройствам для автоматических потенциометров и мостов.
Первичные обмотки питаются переменным током, поступающим со стороны вторичного прибора. Ферродинамическую систему дистанционной передачи показаний применяют в тех случаях, когда в преобразователях воздействие чувствительного элемента вращательное. Такое воздействие характерно для таких приборов, как уровнемеры, некоторые ипды дифференциальных манометров (кольцевые весы) и для ряда вторичных приборов, когда изменение иеличины легко преобразовать в попорот оси
на некоторый уГОЛ. ПрИН' шіп действия ферродпнамической сис - *кмы основан на появлении в проводнике, помещенном в переменном магнитном поле, э. д.с.
Ферродинамический преобразователь представляет собой магнитную систему / (рис. 91) с обмоткой возбуждения, размещенной на катушке
В переменное магнитное поле помещена рамка 3, которая может вращаться на оси 4 преобразователя.
Величина э. д.с., наводимой в рамке,
Г) у дет определяться величиной тока питания обмотки возбуждения и величиной взаимоиндуктивности между обмоткой и рамкой, которая зависит от угла поворота рамки, при гори - Рис. 91. Ферродинамический ’.юнтальном положении рамки, когда преобразователь:
tC ПЛОСКОСТЬ не пересекается переменным магнитным полем, взаимоиндуктивность равна нулю.
В фер родинам ической системе предусмотрен автоматический электронный вторичный прибор (рис. 92). Обмотки возбуждения преобрач зователя 1 и вторичного прибора //, а также цепи рамок 1 и 2 соеди-і нены последовательно. Изменение измеряемой величины преобразуется в угловое перемещение оси рамки 1 преобразователя. Коэффи циент взаимоиндукции и э. д.с. Ех изменяются по сравнению с э. д.с. Ег рамки 2, включенной встречно. На входе усилителя 3 появится
э. д.с. АЕ, и двигатель 4 будет перемещать рамку 2 вторичного прибора и стрелку указателя до тех пор, пока напряжение на входе усилителя не станет равным 0.
Рис. 92. Схема ферродинамической передачи:
До недавнего времени ферродинамическая и дифференциальнотрансформаторная системы не были унифицированы и требовали индивидуального подбора и настройки комплекта измерений. Кроме того, преобразователи одной системы не компоновались со вторичными приборами другой, хотя и та и другая системы основаны на измерении изменения взаимоиндуктивности. В настоящее время установлен унин фицированнын сигнал переменного тока, соответствующий изменению взаимоиндуктивности преобразователей в диапазоне 0 — 10 мГн. В связи с этим для работы с преобразователями, имеющими линейное перемещение чувствительного элемента и дифтрансформатор, можно применять вторичные ферродинамические приборы, в которых вращение двигателя преобразуется в угловое перемещение рамки без дополнительных устройств.