Texnik avtomatlashtirish asboblari

Elektr aksessuarlari uchunhar xil turdagi elektr motorlar, elektromagnit debriyajlar, tortib olinadigan va aylanadigan elektromagnitlar, elektromagnit o'rni, elektromagnit kontaktorlar va boshqalarni o'z ichiga oladi.
H y dra l ic a n c eHar xil turdagi quvvat tsilindrlari, pistonli motorlar, tishli motorlar, qanotli motorlar, uchuvchi valflar va regulyatorlar va boshqalarni o'z ichiga oladi.
Pnevmatik va aksessuarlarshuningdek, har xil turdagi quvvat tsilindrlari, pistonli va qanotli motorlar, boshqariladigan valflar, shuningdek, diafragma aktuatorlari (asosan, siqish vazifalari uchun) va boshqalarni o'z ichiga oladi.
Zamonaviy mashinasozlik ishlab chiqarishida yordamchi va tayyorgarlik-yakuniy vaqtni qisqartirishga (ceteris paribus) faqat ishlab chiqarish tsiklining barcha bosqichlarini avtomatlashtirish darajasini oshirish orqali erishish mumkin.
Shu tarzda tuzilgan muammoni hal qilish uchun ma'lum ma'lumotlarga ega bo'lish kerak, xoh u chizmadan o'qilgan ma'lumotlar, xoh qismning o'lchangan parametrlari yoki tegishli ishlab chiqarish jarayoni.


1-BOB
AVTOMATSION TIZIMLARI UCHUN PARAMETRE SEZORLARI

1. 
   Sensorlarning ishlab chiqarish parametrlarining umumiy xususiyatlari
   

O'lchovlar texnik jihatdan ma'lum jismoniy printsiplardan foydalangan holda o'lchash transduserlari yordamida amalga oshiriladi. Sensor odatda o'lchov ob'ektiga o'rnatiladi, u bir yoki bir nechta o'lchash transduserlaridan iborat.

Sensor - bu o'lchangan parametrni qabul qiladigan va undan keyingi foydalanish yoki ro'yxatga olish uchun uzatish uchun tegishli signalni ishlab chiqaradigan qurilma. Ko'pincha texnik adabiyotlarda sensorlar (ko'taruvchi) va o'lchash transduserlari (datchiklar) tushunchalari bir-biridan ajratilmagan va o'lchash transduserlari oddiygina sensorlar deb ataladi. Funktsional nuqtai nazardan, o'lchov o'tkazgich va sensor tushunchalari bir-biriga mos keladigan bo'lsa-da, lekin dizayn amaliyotida sensor korpusga o'ralgan va uni o'rnatish va ob'ektga o'rnatish uchun moslamalar bilan jihozlangan asosiy o'lchov o'tkazgich sifatida tushunilishi kerak. , shuningdek, signal uzatish uchun kabel va mos keladigan ulagichlar.
Shunday qilib, o'lchov transformatsiyasi - bu bir fizik miqdorning boshqa fizik miqdor yoki bunday fizik miqdorlar to'plami yordamida aks etishidir. O'lchov konvertatsiyasini amalga oshiradigan sensor haqiqiy ishlab chiqarish sharoitida ishlaydi, ko'pincha juda qiyin, agressiv vositalar ta'sirida yuqori bosim va harorat bilan bog'liq. Sensorga bir vaqtning o'zida ko'p sonli parametrlar ta'sir qiladi. Bu parametrlar orasida faqat bittasi o'lchanadigan miqdor, qolganlari esa ishlab chiqarish muhitini tavsiflovchi tashqi parametrlardir. Bu tashqi parametrlar bu holda shovqin hisoblanadi. Har bir sensor shovqin fonida o'lchangan kirish qiymatiga eng yaxshi tarzda javob berishi, tegishli chiqish qiymati yoki chiqish qiymati kodini yaratishi kerak.
Sensorlarni qurishda turli xil jismoniy printsiplar qo'llaniladi, ular asosan ma'lum bir sensorni oqilona qo'llash sohalarini aniqlaydi.
Parametrik sensor o'lchangan qiymatning o'zi ta'siri ostida parametrlaridan birini o'zgartiradi va ba'zi tashqi quvvat manbalariga ulanishni talab qiladi.
Jeneratör sensori o'zi chiqish signalini ishlab chiqaradi va tashqi quvvat manbaiga ulanishni talab qilmaydi. Bunday turdagi sensorlarga turli xil piezoelektrik bosim sensorlari yoki takogenerator tezligi sensorlari misol bo'ladi.
Parametrik sensorlarga quyidagilar kiradi:
• qarshilik;
• induktiv;
• transformator;
• sig'imli.
Generator sensorlariga quyidagilar kiradi:
• termoelektrik;
• induksiya;
• piezoelektrik;
• fotovoltaik.
Sensorlarga kelsak, quyidagi asosiy ta'riflar va atamalar qo'llaniladi.
O'lchov o'tkazgichining konversiyalash funktsiyasi - bu ma'lum o'lchov o'tkazgichining chiqish qiymatining analitik ifoda yoki grafik yoki jadval orqali berilgan kirishga bog'liqligi.
Transduserning sezgirligi - bu kirish qiymati bir birlikka o'zgarganda chiqish qiymati qanchalik o'zgarishini ko'rsatadigan nomli qiymat. Termojuft uchun sezuvchanlik birligi mV/K (1 daraja Kelvin uchun millivolts), o'zgaruvchan tezlikli dvigatel uchun (s-1)/V (1 volt uchun sekundiga aylanishlar) va hokazo bo'ladi.
Konversiyaning o'lchamlari konvertor tomonidan o'lchanadigan kirish signalidagi eng kichik o'zgarishdir.
Qayta ishlab chiqarish bir xil jismoniy miqdorning o'lchovlari bir-biriga qanchalik yaqin ekanligini ko'rsatadigan o'lchovdir.
Aniqlik o'xshash o'lchovlar natijalarining bir-biriga qanchalik yaqinligini ko'rsatadigan o'lchovdir.
O'lchov aniqligi (xato) sensor tomonidan ko'rsatilgan parametr qiymati uning haqiqiy qiymatiga qanchalik yaqin ekanligini ko'rsatadi. Odatda, aniqlik o'lchov vositasining to'liq shkalasining foizi sifatida belgilanadi va natijada ba'zi mutlaq qiymatdir.
Agar asbob o'z maqsadi bo'yicha ishlatilmasa, foydalanishda xatolar yuzaga keladi.
Ko'pgina hollarda, mexanik miqdorlarni o'lchashda yuk o'tkazgichning o'zi tomonidan emas, balki o'lchangan miqdor ta'sirida deformatsiyalanadigan elastik element tomonidan qabul qilinadi. Bunday holda, kirish miqdori konsentrlangan kuch, moment, gaz yoki suyuqlik bosimi va boshqalar bo'lishi mumkin. Chiqish signali odam tomonidan bevosita qabul qilinadigan ma'lumot yoki elektr parametri bo'lishi mumkin.
Sensorning statik va dinamik xususiyatlari mavjud.
Sensorning statik xarakteristikasi ostida kirish va chiqish miqdorlarining barqaror holat qiymatlari o'rtasidagi munosabat tushuniladi.
Sensorning dinamik reaktsiyasi deganda, o'lchangan kirish miqdorining bir lahzali (bosqichli) o'zgarishiga javob sifatida vaqtinchalik jarayon davomida chiqish miqdorining harakati tushuniladi.
Agar sensorning statik xarakteristikasida faqat Y ' chiqish miqdori qiymati o'rtasida bog'liqlik qurilgan bo'lsa, X kirish qiymatining o'zgarishiga javob, u holda vaqt parametri / sensorning dinamik xarakteristikasida ishtirok etadi va bunday xarakteristika Y= Y(t) ko`rinishdagi bog`liqlikdir.
Shubhasiz, sensorning chiqish qiymatining barqaror qiymati uning chiqish qiymati barcha vaqtinchalik jarayonlar tugagandan so'ng olinadigan qiymatdir, ya'ni.qachon / -^ su.
Datchiklarga nisbatan kirish va chiqish miqdorlarining barqaror holat qiymatlari o'rtasidagi munosabat kalibrlash egri chizig'i deb ataladi.
Proportsional chiqishga ega o'lchash datchiklarining turli xil statik xarakteristikalari rasmda ko'rsatilgan. 1.1.
Shaklda. 1.1, a bunday sensorning ideallashtirilgan statik xarakteristikasini ko'rsatadi. Bunday holda, kirish qiymatining nol qiymati chiqish qiymatining nol qiymatiga mos keladi.
Shaklda. 1.1, 5 o'lik zonali sensorning ideallashtirilgan statik javobini ko'rsatadi. Bunday sensor uchun kirish qiymatining qiymatga o'zgarishi , sezuvchanlik chegarasi deb ataladi, chiqishda hech qanday signal paydo bo'lishiga olib kelmaydi. Bu ma'lum bo'lgandan keyingina , chiqish qiymati noldan boshlab, kirish qiymatining o'zgarishiga mutanosib ravishda ortadi.
Shaklda. 1.1, c o'lik tarmoqli va chiqish to'yinganligi bilan sensorning ideallashtirilgan statik javobini ko'rsatadi. Bunday sensor uchun sezgirlik chegarasiga erishgandan so'ng, chiqish qiymati kirish qiymatining o'sishiga mutanosib ravishda o'sadi, lekin ma'lum bir chegara qiymatiga qadar. , bu chiqish miqdorining to'yinganlik qiymati deb ataladi. Bu ma'lum bo'lgandan keyin , X kirish qiymatining yanada oshishi Y ning o'sishiga olib kelmaydi.


Guruch. 1.1. Proportsional chiqishga ega sensorlarning statik xususiyatlari:

a - ideallashtirilgan statik xarakteristika; b - o'lik zonaga ega ideallashtirilgan statik xarakteristika; c - o'lik zona va to'yinganlik bilan ideallashtirilgan statik javob; d - o'lik, to'yinganlik va histerezis bilan ideallashtirilgan statik javob

Nihoyat, rasmda. 1.1, d kirishda o'lik zonaga ega, chiqishda to'yinganlik va histerezis pastadirli sensorning ideallashtirilgan statik javobini ko'rsatadi. Gisterezis - kirish qiymati o'zgarishining to'g'ridan-to'g'ri va teskari yo'nalishidagi chiqish va kirish qiymatlari o'rtasidagi muvofiqlik tabiati o'rtasidagi farq. Amalda, bu shuni anglatadiki, kirish qiymati oshganda chiqish qiymatining qiymati kirish qiymati pasayganda uning qiymatlariga to'g'ri kelmasligi va shuning uchun histerezis mavjud bo'lganda, sensorning sezgirligi "oldinga" va "teskari" zarbalar bir xil emas. E'tibor bering, kirish qiymati oshganda chiqish qiymatining qiymati kirish qiymati pasayganda o'z qiymatlariga nisbatan "etakchi" va "orqada qolishi" mumkin. Birinchi holda, ijobiy histerezis, ikkinchisida esa salbiy haqida gapiradi. Kirish qiymatini ko'paytirish va kamaytirishda X qiymatlari farqining mutlaq qiymati, chiqishda bir xil qiymat sodir bo'ladi, histerezis halqasining kengligi deb ataladi. Agar histerezis halqasining kengligi shunchalik katta bo'lsa, sensorning kalibrlash egri chizig'i kirish qiymatining salbiy qiymatlari mintaqasiga kirsa, bu Jf < O uchun Y \u003d O, X \u003d Q uchun, Y> 0 sodir bo'ladi.Bu holda ular bu elementning "xotirasi" borligini aytishadi, chunki uning kirishi nolga o'rnatilgandan keyin ham uning chiqishi nolga teng emas. Ammo bu, agar bundan oldin kirishdagi qiymat hech bo'lmaganda nolga tushib, o'sish tsiklini tugatgan bo'lsa, sodir bo'ladi. Agar kirishda bunday tsikl sodir bo'lmagan bo'lsa, u holda nol qiymati sensorning chiqishida saqlanishda davom etadi. Boshqa so'zlar bilan aytganda, Sensorning ma'lum bir daqiqada chiqishi holatini kuzatib, oldingi daqiqalarda uning kiritilishida nima sodir bo'lganligi haqida xulosa chiqarish mumkin. Bu "xotira" deb ataladigan narsa.

Biroq, haqiqiy hayotda chiqish va kirish miqdorlari o'rtasida ideallashtirilgan proportsional (chiziqli) munosabatlarga ega bo'lgan sensorlar deyarli yo'q. Bu shuni anglatadiki, kirish miqdorining birlik o'sishiga javoban chiqish miqdoridagi o'sish o'lchangan miqdorning o'zgarishining butun diapazonida doimiy emas. Kirish qiymatining o'zgarishi boshida unda sodir bo'lgan o'zgarishlar chiqish qiymatida sezilarli o'zgarishlarga olib keladigan va kirish qiymatining o'zgarishi oxirida o'zgarishlar yuzaga kelishi mumkin. unda sodir bo'lgan chiqish qiymati kichik o'zgarishlarga olib keladi. Teskari rasm ham bo'lishi mumkin. Ba'zi hollarda, keyingi tahlil qilish qulayligi uchun sensorning haqiqiy chiziqli bo'lmagan statik xarakteristikasi ma'lum o'lchov chegaralarida va ushbu sensorning o'qishlariga ma'lum ta'sir ko'rsatadigan holda, taxminan ma'lum bir chiziqli ekvivalent bilan almashtirilishi mumkin. Muayyan sharoitlarda bunday operatsiyaga yo'l qo'yiladi va keyin u linearizatsiya deb ataladi.

Ba'zi hollarda sensorning statik xarakteristikasining chiziqli bo'lmagan tabiati zararli emas, balki turli xil avtomatlashtirish vazifalari uchun samarali ishlatilishi mumkin. Turli xil avtomatlashtirish qurilmalarida keng qo'llaniladigan bunday turdagi misol o'rni tipidagi statik xarakterli sensordir. Kirish qiymatining oshishi bilan, javob chegarasiga yetmasdan oldin, sensor chiqishi chiqish qiymatining nol qiymatini kuzatadi va kirish qiymati javob chegarasiga yetgandan so'ng, chiqish qiymati darhol ("klik") bo'ladi. uning maksimal qiymatiga erishish va kirish qiymatining yanada oshishi bilan ortib bo'lmaydi. Bunga misol qilib an'anaviy maishiy muzlatgichda yoqish-o'chirish deb ataladigan haroratni nazorat qilishdir. Sovutgich ichidagi harorat belgilangan qiymatga yetgandan so'ng, termostat deb ataladigan va o'rni xususiyatiga ega bo'lgan harorat sensori sovutgichni (freon) pompalaydigan elektr motorini yoqadi. Harorat tushganda, elektr motor o'chadi va muzlatgich ichidagi harorat pasayishni to'xtatadi.
Ilgari, bunday sensorlarning statik xarakteristikalari ko'rib chiqildi, ularda kirish qiymati, ortib borayotgan va kamaygan holda, noldan kattaroq bo'lib qoldi. Qoida tariqasida, bu aslida mashinasozlik qismlarini ishlab chiqarish uchun texnologik jarayonlarning parametrlarini o'zgartirish bilan bog'liq. Masalan, bu stanoklarning ishchi organlarining harakatlarini, gidravlik tizimlardagi bosimni yoki qattiqlashtiruvchi pechlardagi haroratni o'lchashda odatiy holdir. Biroq, ba'zi hollarda, masalan, qism o'lchamining nominal qiymatdan haqiqiy og'ishlarini o'lchashda o'lchangan qiymat ham ijobiy, ham salbiy tomonga og'ishi mumkin. Bunday holda, chiqish qiymati kirish qiymatining o'zgarishi moduliga mutanosib (yoki unga qarab chiziqli bo'lmagan) histerezsiz ham, histerezsiz ham bo'lishi mumkin.
Odatda, taqqoslash uchun, turli xil sensorlarning dinamik xususiyatlarining teng sharoitlarida, ularning kirishlari bir xil turdagi harakatlarni oladi, ya'ni: qadamli.
Bu kirish qiymatining bir zumda "ko'tarilishi" degan ma'noni anglatadi. Amalda, bu, masalan, elektr motoriga kuchlanishni yoqish yoki termojuftni qattiqlashtiruvchi pechga joylashtirish va hokazolarga mos keladi.
Dvigatel tezlikni bir zumda ko'tarmaydi, lekin u kiritilgan haydovchining dinamik xususiyatlariga muvofiq. Termojuft ko'rsatkichlari o'choqdagi haroratni bir zumda emas, balki bu termojuftning birlashmasi qizib ketganda va hokazolarni aks ettira boshlaydi.
Datchiklarning dinamik xarakteristikalari uchun uchta holat odatiy hisoblanadi.
Birinchi holat sensordagi sof kechikishga to'g'ri keladi, uning chiqish qiymati kirish qiymatini oddiygina takrorlaydi (ma'lum bir miqyosda), unga nisbatan doimiy qiymat bilan orqada qoladi.
Ikkinchi holat o'tkinchi jarayonning aperiodik xususiyatiga to'g'ri keladi, bunda chiqish qiymati asta-sekin yangi barqaror qiymatga monoton tarzda yaqinlashadi (monotonik ravishda kamayib boradi yoki monoton ravishda ortib boradi).
Uchinchi holat, chiqish qiymati asta-sekin yangi barqaror qiymatga yaqinlashganda, vaqtinchalik jarayon davomida bir yoki bir nechta tebranishlarni amalga oshirib, chiqish qiymatining yangi qiymatidan bir muncha vaqt oshib ketganda va keyin o'tuvchi jarayonning tebranish xususiyatiga mos keladi. bu.
Datchiklardagi dinamik jarayonlar vaqtinchalik jarayonning sifat ko'rsatkichlari bilan tavsiflanadi.
Bularga quyidagilar kiradi:
• o‘tish jarayonining tugallanish vaqti;
• chiqish parametrining o'tkinchi jarayon davomida uning yangi barqaror qiymatidan ortiqcha miqdori;
• o'tkinchi jarayonni yakunlashda chiqish qiymatining tebranishlari soni.
Vaqtinchalik jarayon sifatining integral ko'rsatkichi ham qo'llaniladi, odatda o'tkinchi jarayon egri chizig'i maydonining integralini ifodalaydi.
Ishlab chiqarish parametrlarining sensorlari uchun muhim xususiyatlar o'lchov oralig'i bo'lib, u o'lchangan qiymatning ruxsat etilgan maksimal va minimal barqaror qiymatlari o'rtasidagi farq, shuningdek, maksimal va minimal o'rtasidagi farq bo'lgan tarmoqli kengligi hisoblanadi. kirish o'zgaruvchisini o'zgartirish chastotasi, bu sensor uchun mo'ljallangan.
Har qanday amaliy avtomatlashtirish tizimlarida muqarrar ravishda yuzaga keladigan ishlab chiqarish parametrlarini o'lchash xatolariga kelsak, ular odatda quyidagicha tasniflanadi:
• tizimli;
• progressiv;
• tasodifiy;
• ilova xatolari.

2.