книги / Основы автоматики

Рио.3.34. Функциональная схема маятникового акоелерометра

2. На подвижную сиотему действуют:

-движущий момент, равный разности инерционного и компен­ сирующего моментов: ДМ= Мц - Мдс;

-демпфирующий момент М; = cfi , где с( - коэффициент демп­

упругими оилами токоподводов и подвеоа подвижной оиотемн,где

4. При нижнен положении переключателя П завиоимооть иежДУ выходным напряжением и током в подвижной обмотке имеет проотой вид:

L = ^Вых

*ОС

где йк - сопротивление обмотки и последовательно включенных резисторов.

Следовательно, передаточная функция

<5Л6>

На основании полученных соотношений можно ооставитъ отруктурную схему акселерометра (рио.3.35). Пользуясь ею, находим передаточную функцию акоелерометра:

В зависимости от соотношения параметров передаточная функ­ ция (3.47)может характеризовать колебательное звено или апе­ риодическое звено 2-го порядка. В олучае колебательного звена выражение (3.47) можно представить в типовом виде:

Рис.3.35. Структурная охема маятникового акоелерометра

раметров прямой цепи замкнутой системы. Это являетоя достоин­ ством схемы измерения, построенной по компенсационному прин­

Рис.3.36. Структурная охеыа интегрирующего маятникового аксе­ лерометра

необходимо измерять скорооть движения последних. Маятниковый акселерометр может быть использован для измерения кажущейся скорости, если в цепь обратной связи включить конденсатор Сос . Это соответствует верхнему положению переключателя П (рис.3.33). В этом олучае изменяется передаточная функция W (р) :

где С - емкооть конденсатора.

ос

ня должен быть больно коэффициента теплового расширения трубки. Простейший биметаллический измеритель температуры представ­ ляет ообой спай плаотин дву: разнородных металлов* коэффициен­

ты теплового расширения которых различны. Угол поворота биме­ таллической плаотины являетоя функцией тенпературы.

Рис.3.37. Измерители температуры:

а) дилатометрический; б) биметаллический; в) манометрический

Б манометрических измерителях температуры изменение тем­ пературы среды вызывает изменение давления жидкости или ra sa термобаллона I . которое преобразуется в механическое перемеценне манометрической коробки 2.

Наиболее широко в автоматике применяются датчики темпера­ туры - устройства для измерения и преобразования температуры в электричеокий сигнал.

Рио.3.38. Термоэлектрический термометр

Термоэлектрические датчики температуры - термопары - осно­ ваны на принципе измерения э .д .с ., возникающей прй~нагреве спая двух разнородных проводников (рио.3.38). Величина термо-э.д.о. термопары определяется разностью температур нагретого и холод­ ного спаев и материала проводников и при постоянной температу­ ре холодного спая является линейной функцией температуры горя­ чего спая (рио .3 .37,б). Термопары предназначены для измерения температуры* изменяющейся в широких пределах (от О до 3000°).

Рио.3.39. Электрический термометр сопротивлений:

а) принципиальная схема; б) включение в моотовую схему; в) ста­ тическая характеристика

нулевой оигнал на выходе схемы. Легко показать, что выходное напряжение равно нулю (мост обалансирован), еоли

При отклонении температуры от номинальной изменяется вели­ чина сопротивления Йт• балано охемы нарушается и выходное на­ пряжение будет отлично от нуля, причем полярность (фаза) вы­ ходного напряжения определяется знаком отклонения температуры от номинального значения (рис.3 .39,в ).

Электрические термометры сопротивления применяются обычно для измерения температуры в диапазоне 0 - 500°С.

Ошибка измерения проводниковых термосопротивлений состав­ ляет обычно I - I ,5/6 и определяется в ооновном изменением тем­ пературы окружаюней ореды.

Процеоо теплопередачи от ореды к термометру не являетоя мгновенным, вследствие чего все измерители температуры имеют динамические ошибки. Передача тепла происходит о конечной ско­ ростью

Количество тепла, передаваемого от среды к термометру за

Количество тепла dQ выражается черев приращение темпера­ туры термометра:

где с - удельная теплоемкость термометра;

т- масса термометра.

Сучетом соотношений (3.54) и (3.55) имеем

Выходное напряжение датчика температуры являетоя функцией температуры термометра:

=Т р Т Т

§3.10. ИЗМЕРИТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ

Вкачестве измерителей давления в автоматических оистемах применяются упругие чувствительные элементы мембранного или сильфонного типа, трубчатые пружины и датчики давления (пьезо­ электрические, угольные). В упругих измерителях измеряемое

давление преобразуется в линейное или угловое перемещение (рис.ЗЛ О ). В трубчатых измерителях давления угол раскручива­ ния свободного запаянного конца трубки является функцией дав­

ления жидкости или газа, подводимых через штуцер к другому кон­ цу трубки. Измеритель давления сильфонного типа представляет собой гофрированную трубку, свободный конец которой перемеща­ ется при изменении измеряемого давления. Гофр в мембранных измерителях давления позволяет снизить жесткость и повысить чувствительность.

В общем случае для всех упругих измерителей давления имеет меото линейная зависимость выходной величины (механического перемещения) от входной (измеряемого давления) при малых от­ клонениях измеряемого давления от номинального:

Коэффициент передачи кц является сложной функцией многих величин (размеров измерителя, модуля упругооти, коэффициента Пуассона и т .п .) . В соответствующих руководствах имеются рас­ четные формулы для определения кц в каждом конкретном случае.

Рис.ЗЛО. Упругие измерители давления

Однако аналитический путь определения статической характери­ стики измерителей давления сложен, поэтому на практике обыч­ но их получают экспериментально.

Исходным соотношением для определения дифференциального уравнения измерителей давления является условие равновесия из­ мерителя

Р=кэ й х - сила упругости;

т- иаооа подвижных частей;

Все упругие измерители давления имею сравнительно про­ стую конструкцию. Однако воем им свойственен существенный недо­ статок - неотабильнооть характеристик, определяемый оотаточными деформациями, влиянием температуры окружающей среды и

т.Д.

Угольный датчик давления (рис.3.41) представляет собой столбик, набранный из графитовых дисков. На концах столбика имеются контактные диоки и упорные уели для передачи давле­ ния. Электричеокое сопротивление датчика