2-mavzu. Elektrik datchiklar. Potensiometrik datchiklar Reja
Download 237.85 Kb. Pdf ko'rish
|
2-maruza
- Bu sahifa navigatsiya:
- Tayanch sо‘z va iboralar
|
2-mavzu. Elektrik datchiklar. Potensiometrik datchiklar Reja: 1.Elektrik datchiklar, ularning turlari va ishlash tamoyillari. 2.Potensiometrik datchiklar, ularning qо‘llanilishi, xususiyatlari va ishlash tamoillari.
termojuft, induktivlik, katodli datchik.
1.Elektrik datchiklar, ularning turlari va ishlash tamoyillari. О‘lchov о‘zgartgichi yoki datchik har qanday avtomatik boshqarish sistemasining asosiy tarkibiy qismlaridan biri bо‘lib, nazorat qilinayotgan parametrni qabul qilish va uni о‘lchash hamda sistemaning keyingi elementiga uzatish uchun oson bо‘lgan boshqa parametrga о‘zgartirishga xizmat qiladi. Har qanday fizik tabiatga ega bо‘lgan, nazorat qilinayotgan parametr datchiklar yordamida chiqishda mexanik yoki elektrik parametrlarga aylantirilishi mumkin. Elektr chiqishli datchiklar mexanik datchiklarga nisbatan, masofadan turib о‘lchash, chiqish signalini kuchaytirish va undan boshqarishda foydalnish osonligi, kam xatoga yо‘l kо‘yishligi kabi afzalliklarga ega. Shuning uchun ushbu datchiklar kо‘proq qо‘llanishga ega. Avtomatik boshqarish sistemalarida ishlatiladigan, bevosita boshqaruv obyektlarida о‘rnatiladigan elektr datchiklar parametrik va generatorli datchiklar guruhiga bо‘linadi. Parametrik datchiklar nazorat qilinayotgan har qanday fizik tabiatga ega parametrni elektr zanjirga ulangan rezistor R, induktivlik L yoki sig‘im S qarshiliklaridan birini о‘zgarishiga aylantirib beradi. Odatda bu elementlar chiqishda kuchlanish hosil bо‘ladigan har xil о‘lchov sxemalari (kо‘prik, potensiometr, logometr)ga ulanadi. Generatorli datchiklar nazorat qilinayotgan parametrni EYUK ga aylantirib beradi. Parametrik datchiklar uchun ta’minlovchi manba kerak bо‘ladi, generatorli datchiklar uchun esa, u talab etilmaydi. Hozirgi paytda laboratoriyada о‘tkaziladigan tekshiruv ishlarida, ishlab chiqarishdagi avtomatik qurilmalarda bir- biridan ishlatilishi, konstruksiyasi va ish prinsipi bilan farqlanadigan turli-tuman datchiklar ishlatiladi. Eng kо‘p tarqalgan parametrik datchiklar: a) reostatli (rezistorli) – bularda nazorat qilinayotgan parametr (masalan siljish) aktiv qarshilik о‘zgarishiga aylantiriladi;
b) termoqarshilik datchiklari (qarshilik termometrlari) - harorat о‘zgarishini elektr о‘tkazgich (sim) yoki yarim о‘tkazgich qarshiligining о‘zgarishiga aylantirib beradi; v) tenzometrik (simli) datchiklar – mexanik deformatsiyani sim yoki yarim о‘tkazgich qarshiligining о‘zgarishiga aylantiradi; g) induktiv datchiklarning ish prinsipi pо‘lat yakor siljiganda simli g‘altakning induktiv qarshiligi о‘zgarishiga asoslangan; d) sig‘im datchiklarining ish prinsipi siljishlar sodir bо‘lganda reostat sig‘imining о‘zgarishiga asoslagagn; ye) fotoelektrik (fotorezistor) datchiklarning ish prinsipi yorug‘lik oqimi ta’sirida ularning elektr о‘tkazuvchanligining keskin о‘zgarishiga asoslangan. Kо‘p qо‘llanishga ega bо‘lgan generatorli datchiklar: a) termoelektrik datchiklar (termojuft). Bularning ish prinsipi о‘lchanayotgan parametr (harorat) о‘zgarganda, termojuft zanjirida hosil bо‘ladigan termoelektrik effektga asoslangan; b) induksion datchiklar – chiziqli yoki burchak siljishlarini EYUK ga aylantirib beradi; v) pyezoelektrik datchiklar ish prinsipi ba’zi bir kristallar (kvars, segnet tuzi) ning mexanik bosim ta’sirida kutblanish hodisasiga asoslangan. Datchiklarning asosiy kо‘rsatkichlari bu: statik tavsif, sezgirlik, xatolik, inersionlik, vaqt doimiysi va b.q. dir. Kirish signali х ning о‘zgarishi bilan chiqish signali у ning о‘zgarishi о‘rtasidagi funksional bog‘lanish ( у =f х ) datchikning statik tavsifi deb ataladi. Chiqish signali у о‘zgarishini kirish signali х о‘zgarishiga nisbati datchikning sezgirligi S deb ataladi, ya’ni x y S = . Datchikning chiqishida hosil bо‘lgan signal bilan uning nominal qiymati о‘rtasidagi farq datchikning xatosi deb ataladi. Datchiklar yuqori sezuvchanlikka va kichiq xatolikka ega bо‘lishlari kerak. Quyida avtomatik boshqarish sistemalarida tо‘kimachilik korxonalari texnologik jarayonlari parametrlarini о‘lchashda kо‘plab qо‘llanadigan datchiklarning ba’zi birlarining tuzilishi va ish prinsipi bilan tanishamiz. Avtomatik rostlash tizimining muhim va asosiy funksional elementlaridan biri о‘zgartgich bо‘lmish-datchikdir. Datchikning xizmat burchi-ART nazorat yoki rostlanuv qiymatini rostlash uchun qulay bо‘lgan navbatdagi elementga ta’sir etuvchi qiymatga aylantirishdan iborat. Datchiklarning chiqish qismi mexanik va elektrik qiymat bilan ifodalanishi mumkin. Ular parametrik va generatorli guruhlarga bо‘linadi. Parametrik datchiklarda nazorat ostidagi parametr elektr parametriga aylantiriladi (aktiv
qarshilik, induktivlik, sig‘im).Generatorli datchiklarda nazorat parametri elektr yurituvchi kuch (EYUK)ga aylanadi. Generatorli datchiklarda qо‘shimcha energiya talab qilinmaydi, parametrik datchiklarda esa, qо‘shimcha energiya talab etiladi. Datchiklarning tavsiyalovchi asosiy sifat kо‘rsatkichi va parametrlari bо‘lib statik tavsif hisoblanadi. Statik tavsif deganda datchik chiqish qismidagi qiymatni kirish qismidagi qiymat nisbati ) (
ч х х = ga aytiladi. U iloji boricha: chiziqli kо‘rinishga, aniqlik S ga ( ч к чик x x x S = , к x -tegishli ravishda chiqish va kirish parametrlarining о‘sishi); absolyut xatolik x ga (haqiqiy va о‘lchangan qiymatlar orasidagi farq , ya’ni x =x d -x z ); nisbiy xatolik ga ( 100 = д x x %); keltirilgan xatolik ga ( 100 = мах x x %) ega bо‘lishi kerak. Datchiklar yuqori aniqlik va kichik xatolikka ega bо‘lishlari muhim talablardan hisoblanadi. Paxta tozalash sanoatida elektrik va noelektrik datchiklar harorat, namlik, siljish, kuch, tezlik, satx, bosim, sarf va boshqa parametrlarni о‘lchashda qо‘llanadi. Elektrik datchiklar ishlash prinsipiga kо‘ra turli guruxlarga bо‘linadi. Bular quyidagilar: kontaktli, potensiometrik, tenzometrik, elektromagnitli, fotoelektrik, ultratovushli va x.k. Shuni takidlash lozimki, bu qator uzluksiz ortib boradi: fan- texnikaning rivojlanishi yangi-yangi fizik xodisalar, materiallar yaratilishiga sabab bо‘ladi.
Datchiklarga turidan qat’iy nazar ularga quydagi asosiy texnik talablar qо‘yiladi: aniqlik, sezgirlik, tezkorliylik, ishonchliylik, narxi, о‘lchamlar, og‘irligi.
Kantaktli datchiklar parametrik datchiklar turkumiga kiradi, chunki ularning elektr qarshiligi mexanik kirish kattaligi ta’sirida о‘zgaradi. Ularning statik xarakteristikasi releli kо‘rinishga ega. Katodli datchiklar sifatida yo’l va oxirgi uzgichlari keng ishlatilinadi. Ular tо‘g‘risidagi batafsil malumotlar kelgusi mavzularda beriladi. 2.Potensiometrik datchiklar, ularning qо‘llanilishi, xususiyatlari va ishlash tamoyillari.
Chizikli va burchak siljishlar, kuchlar, tezlanishlar va boshqa shunga о‘xshash noelektrik parametrlarni aniqlashda, siljishni mos ravishda R, L, C elektrik qarshiliklaridan birining о‘zgarishiga aylantirib beruvchi potensiometrik,
induktiv, sig‘im va boshqa datchiklar, hamda aylanish chastotasi yoki burilish burchagini EYUK ga aylantirib beruvchi induksion datchiklar qо‘llaniladi.
Potensiometrik (reostatli) datchiklar. Bu datchiklarda kirish signali bо‘lib reostat surilgichi, chiqish signali bо‘lib reostat qarshiligi R xizmat qiladi (1a-rasm). Reostat surilgichi detal bilan bog‘liq bо‘lib, u siljiganda elektr zanjirining qarshiligi о‘zgaradi. Potensiometrik datchikning statik tavsifi deb surilgichdan olinayotgan chiqish kuchlanishi U
bilan surilgichning surilish masofasi x о‘rtasidagi, ya’ni ) (x f U ч = bog‘lanishiga aytiladi. 1a-rasmda kо‘rsatilgan sxema uchun datchikning chiqish kuchlanishini quyidagi ifodadan topish mumkin. ) 1 ( 1
К К U U Т Ч − + = , Bu yerda: U T – Tarmoq kuchlanish. l х К = – potensiometr surilgichining nisbiy siljishi ( l – potensiometrning umumiy uzunligi, x – surilgichning siljish uzunligi); R R ю = – yuklama koeffitsiyenti (R yu – yuklama qarshiligi, R – potetsiometrning tо‘la qarshiligi). 1v-rasmda potensiometrning
tavsifi
keltirilgan. Potensiometr yuklanmagan paytda (salt ishlash rejimida), qachonki R yu =∞ bо‘lganda, uning statik tavsifi U ch =f(x) tо‘g‘ri chiziqni tashkil etadi (1- tо‘g‘ri chiziq). Bu holda potensiometrning chiqish kuchlnishi ifodasi quyidagi kо‘rinishga ega bо‘ladi, ya’ni U ch =U T K. Potensiometr yuklama bilan ishlagan holda tavsifning tо‘g‘ri chizikligi buziladi (2-tavsif) va yuklama qarshiligi qancha kam bо‘lsa, tavsifning egriligi shuncha katta bо‘ladi.
Burchak siljishlarni о‘lchashda halqasimon potensiometrik (simli reostat) datchiklar kо‘plab ishlatiladi (1b-rasm). Uning karkasi yarim halqa kо‘rinishida izolyatsiyalangan ashyodan (plastmassa, tekstolit, keramika va boshqalar) yasalgan bо‘lib, unga katta solishtirma qarshilik va kichiq harorat koeffitsiyentiga ega bо‘lgan sim (manganin, konstantan, nixrom) о‘ralgan bо‘ladi. Potensiometrik datchiklarning afzalliklari – konstruksiyasi sodda, olingan signalni kuchaytirishga xojat yо‘qligi; kamchiligi – suriladigan elektrik kontakt mavjudligi.
Potensiometrik datchiklar mexanikaviy siljishlarni elektr kattaliklariga aylantirib berishi uchun xizmat qiladi. Datchikning asosiy qismi reostat bо‘lib, uning qarshiligi surgich siljishida о‘zgaradi.
Manbaning kuchlanishi U reostatning barcha chо‘lg‘amlari qо‘zg‘almas uchlari orqali beriladi. Chiqish kattaligi surgichning siljishiga proparsional bо‘lib, u reostatning bir qо‘zg‘almas uchi bilan surgich orqali olinadi. Bunday sxema elektrotexnikada potensiometrik yoki kuchlanishni bо‘lish sxemasi deyiladi.
2
1 U r x
x U T U r R ю а) б) в) 1. -расм Agar datchik barcha chulg‘amlarining qarshiligi R, chiqish kuchlanishi olinayotgan qismini qarshiligi R chiq
bilan belgilasak, u xolda reostat ikki qarshiligi R chiq va (R- R chiq
) ketma-ket ulangan deb xisoblash mumkin.
Reostat chо‘lg‘amidan о‘tayotgan tok kuchi: R W I = , bо‘lsa u xolda manba kuchlanishi quydagicha taqsimlanadi: W=I R chiq
+I(R- R chiq
).
Agar reostat qarshiligi uning uzunligi l boyicha teks taqsimlansa, xamda surgichni siljitish X bilan belgilanadi, W chiq =I*R chiq
=Wx/l
Shunday qilib, datchikning chiqish siginali surgichning siljishiga proparsional bо‘ladi. Potensiometrik datchiklarda mexanik harakat unga proporsional bо‘lgan о‘zgaruvchi kuchlanishga aylanadi. Potensiometr yuritgichi mexanik ravishda elektr qarshiligi R ni о‘zgartiruvchi detal bilan bog‘langan. 3-rasmda potensiometrik datchiklarning prinsipial sxemalari qо‘rsatilgan, unda tо‘g‘ri chiziqli harakat (a) va xalqa (b) kо‘rinishida harakat qiluvchi potensiometrlar keltirilgan. Datchikning chiqish qismidagi kuchlanish (3 a-rasm) quyidagilar bilan ifodalanadi: U ch =- ) 1 ( 1 k k U n k − + ( 1) bunda U
- elektr manbai kuchlanishi, k = l x - potensiometr yurgichining nisbiy siljishi, l- potensiometrning umumiy uzunligi, x- potensiometr yurgichi uzunligi, R R н = - yuklama koeffitsiyenti, R n - yuklama qarshiligi, R- yuklamaning tо‘liq qarshiligi.
3-rasm
Aktiv qarshilik datchiklari: a-tо‘g‘ri karkasli potensiometrik; b-a dagidek, faqat xalqa karkasli; v-statik tavsif; g-simli tenzometrik.
3 v- rasmda potensiometrning statik tavsiflari, ya’ni uning chiqish qismidagi kuchlanishning potensiometr surgichi uzunligiga bog‘liqligi [U r =f(x)] berilgan. Agar potensiometr yuklanmagan (salt ishlov rejimi), ya’ni R n → ∞ bо‘lsa, statik tavsif tо‘g‘ri chiziqli (grafik1) va tenglama (1) U r = kU p kо‘rinishida bо‘ladi. Yuklangan potensiometrda tо‘g‘ri chiziqli о‘zgarish egri chiziqli (grafik 2) ga aylanadi, R n qanchalik kichik qiymat olsa, egri chiziqli shuncha keng tus oladi. Potensiometrik datchiklar afzalliklari quyidagilardan iborat: konstruksiyasi sodda, о‘lchamlari kichik; kamchiliklari: sirpanish kontakti borligi, statik tavsifning nochiziqliligi (kichik qiymatli R n da).
Nazorat savollari.
1.Elektrik datchiklarni tushuntiring. 2.Potensiometrik datchik nimani aniklaydi. 3.Ishlash tamoyillari qanday? 4.Potensiometrik datchiklar afzalliklari xaqida gapirib bering. Download 237.85 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|