Texnik avtomatlashtirish asboblari

Fotodiodlar va fototransistorlaryarimo'tkazgichli nurlanish qabul qiluvchilarga murojaat qiling. Fototransistor - bu fototok kuchaytirgich bilan jihozlangan bir xil fotodiod.
Fotodiodlar ikkita rejimda ishlashi mumkin: fotogenerator va fotodiod.
Fotogenerator rejimida tashqi kuchlanish manbai yo'q. Fotodiod rejimida tashqi kuchlanish ulanadi. Nurlanish bo'lmasa, bu kuchlanish ta'sirida o'lchash pallasida vaqtinchalik oqim oqadi, bu odatda kichikdir. Fotodiod yoritilganda, o'lchash pallasida oqim nurlanish intensivligiga qarab ortadi.

4. 
   Elektromagnit konvertorlar
   

Elektromagnit konvertorlar elektr toklari oqishi mumkin bo'lgan bir yoki bir nechta sxemalar asosida qurilgan bo'lib, ular bu oqimlarning o'zlari yoki ba'zi tashqi manbalar tomonidan yaratilgan magnit maydonda joylashgan.
Bunday konvertorlar uchun chiqish qiymati indüktans, elektromagnit kuch va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan EMF bo'lishi mumkin.
Ularni qurish uchun ishlatiladigan fizik hodisalarga qarab, ularni quyidagi guruhlarga bo'lish mumkin:
• tok va kuchlanish konvertorlari;
• elektr tokini elektromagnit kuchga elektromexanik o'zgartirgichlar;
• mexanik kuchlanishlar ta'sirida ferromagnit yadrolarning magnit o'tkazuvchanligining o'zgarishidan foydalanadigan magnit elastik o'zgartirgichlar;
• o'zgaruvchan elektromagnit induksiyaga asoslangan induksion konvertorlar;
• o'zgartirgichlarning ayrim elementlari holatining o'zgarishiga ta'sir qiluvchi noelektrik kattaliklarni o'lchash uchun ishlatiladigan induktiv o'zgartirgichlar;
• magnit zanjirlarning chiziqli bo'lmagan xususiyatlaridan foydalangan holda magnit modulyatsiya konvertorlari.
Birinchi ikki guruhning elektr o'lchash asboblari ham elektrodinamik va magnetoelektrik printsiplarga muvofiq qurilishi mumkin.
Elektrodinamik va magnitoelektrik qurilmalarda ham harakatlanuvchi qismning sezgir elementi magnit maydonda aylanishga qodir bo'lgan nozik simdan iborat ramka hisoblanadi.
Elektrodinamik qurilmada bunday magnit maydonni yaratish uchun qattiq lasan ishlatiladi. Magnitelektrik qurilmada bu magnit maydon doimiy magnit tomonidan hosil bo'ladi.
Elektromagnit o'lchash mexanizmi yuqori ishonchlilikka ega va ishlab chiqariladi. Uning dizaynida harakatlanuvchi qismda oqim o'tkazuvchi elementlar mavjud emas, bu ularga ishonchli oqim ta'minotini ta'minlash zaruratini yo'q qiladi.
Bunday mexanizmni tashqi magnit maydonlarning ta'siridan himoya qilish uchun u ekranlangan qutiga joylashtiriladi.
Elektrodinamik o'lchash mexanizmi nisbatan kichik foydali momentga ega va shuning uchun qarshilik momentlari unga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Tashqi maydonlarning ta'siridan himoya qilish uchun ushbu mexanizm ham maxsus ekran bilan qoplangan. Ushbu turdagi qurilma katta umumiy o'lchamlari bilan ajralib turadi va sezilarli quvvat sarflaydi. U asosan AC laboratoriya asboblarida qo'llaniladi.
Magnitelektrik o'lchash mexanizmi yuqori foydali momentga ega. U tashqi magnit maydonlarga javob bermaydi. Ushbu turdagi o'lchash mexanizmi juda aniq va chiqishdagi burilish burchagi va o'lchangan oqim o'rtasida chiziqli munosabatga ega.
Hozirgi vaqtda ular barcha elektromexanik o'lchash asboblarida mexanizmning bir turini qo'llashga intilmoqda: o'lchangan qiymatni to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantirish bilan magnetoelektrik.
Mashinasozlikda elektr bo'lmagan kattaliklarning datchiklarini qurish uchun ferromagnit jismlarning magnit o'tkazuvchanligini ularga qo'llaniladigan mexanik yuk (taranglik, siqish, egilish, buralish) ta'sirida o'zgartirish fizik hodisasi ham qo'llaniladi. Bu magnit elastik o'zgartirgichlarni qurish uchun asosdir.
Magnit elastiklikning teskarisi magnitostriktsiyaning ta'siri bo'lib, u ferromagnit materialda magnit maydon kuchi o'zgarganda mexanik deformatsiyalar va kuchlanishlarning paydo bo'lishidan iborat.
Magnetoelastik xususiyatlar ferromagnit jismlarni burishda ham o'zini namoyon qiladi. Momentga duchor bo'lgan novda orqali oqim o'tkazilganda, unda qo'shimcha uzunlamasına magnit oqimi paydo bo'ladi, bu esa novda o'ralgan yarasida ushbu momentga mutanosib EMFni keltirib chiqaradi.
Magnetoelastik transduserlar kuchlarni, bosimlarni, momentlarni o'lchash uchun ishlatiladi. Ular etarli quvvatni rivojlantiradi va oraliq signalni kuchaytirmasdan keyingi sxemaga kiritilishi mumkin. Bunday konvertorlar juda ishonchli, chunki ular harakatlanuvchi qismlarni o'z ichiga olmaydi.
Ular statik va dinamik yuklarni o'lchashlari mumkin.
Wiegand sensorlari ham magnit maydon konvertorlari hisoblanadi. Ushbu turdagi sensorlar asosidagi transduser odatda Vikaloy qotishmasidan tayyorlangan simdan o'ralgan 1300 burilish soniga ega bo'lgan o'rash uzunligi taxminan 15 m bo'lgan lasandir. Yaralangan simning diametri odatda 0,3 mm. Agar bunday bobin magnit maydonga joylashtirilsa, magnit maydonning yo'nalishi o'zgarganda, bobinda taxminan 20 ms davom etadigan va taxminan 2,5 V maksimal kuchlanishli elektr impulsi paydo bo'ladi. Bunday sensorlar ishlatiladi, uchun masalan, viteslarning holatini ko'rsatish uchun. Wiegand datchiklari -196 ° C dan +175 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida ishlaydi. Ular tashqi quvvat manbasini talab qilmaydi, bir necha voltli tartibdagi chiqish signalini yaratadi va elektr xavfsizligiga ega.
Induktiv transduserlarning ishlash printsipi ularning konstruktsiyasining u yoki bu elementini harakatga keltirganda ularning induktivligini o'zgartirishdan iborat. Eng oddiy holatda, induktiv transduser U yoki W shaklidagi yadrodan iborat bo'lib, o'zgaruvchan tok bilan ishlaydigan lasan va ferromagnit armatura. Besleme kuchlanishining chastotasi o'lchangan parametrning o'zgarishi chastotasidan sezilarli darajada katta bo'lishi kerak. O'lchangan ob'ektning o'zi, agar u ferromagnit materialdan yasalgan bo'lsa, langar sifatida ham ishlatilishi mumkin. Yadro va armatura uchlari o'rtasida ferromagnit armatura ko'chirilganda o'zgarib turadigan 6o boshlang'ich bo'shliqning ma'lum bir qiymati o'rnatiladi. Bu, shuningdek, yadroga o'ralgan lasan orqali o'tadigan magnit oqimni o'zgartiradi.
Havo bo'shlig'ining o'zgarishi 5o induktivlik a o'zgarishiga olib keladi.
Mashinasozlikda avtomatlashtirish uchun mikron fraktsiyalaridan bir necha millimetrgacha bo'lgan siljishlarni o'lchash uchun ishlatiladigan o'zgaruvchan bo'shliqqa ega induktiv o'zgartirgichlar, o'zgaruvchan bo'shliq maydoni bo'lgan induktiv o'zgartirgichlar, 15 ... 20 mm dan ortiq bo'lmagan siljishlarni o'lchash uchun ishlatiladi. shuningdek, harakatlanuvchi silindrsimon yadroli induktiv transduserlar - 2000 mm ga yetadigan katta siljishlarni o'lchash uchun ishlatiladigan solenoid tipidagi induktiv o'zgartirgichlar.
Transformator tipidagi induktiv konvertorlar ham qo'llaniladi. Bunday konvertorlar kirish harakati ikkita o'rash tizimi o'rtasidagi induktiv transformator birikmasining kattaligini o'zgartiradigan qurilmalar bo'lib, ulardan biri asosiy o'zgaruvchan tok bilan ta'minlanadi, ikkinchisi esa chiqadi.
Induktiv transduserlarning ijobiy xususiyati shundaki, ular katta chiqish signaliga ega, shuning uchun ularni kuchaytirgichsiz ishlatish mumkin.
Induktiv transduserlar ish qismining o'lchamlarini faol nazorat qilish uchun asboblarda, ayniqsa pardozlash usullarida keng qo'llaniladi.
Induktiv o'zgartirgichli datchiklar ko'pincha uzluksiz yuzalarni tekshirish uchun ishlatiladi, masalan, shpilli vallar va vtulkalar, kalit yo'llari bo'lgan vallar va boshqalar. Zondlar sirt uzilib qolgan nuqtadan o'tib ketganda, bu sirtga yaqinlashganda, avtomatik ravishda shikastlanmasligi uchun. mikroswitch yordamida elektromagnitni yoqadi, bu esa uchlarini tortadi.
Elektromagnit o'lchov uchlari yana silliq sirt ustida bo'lganda avtomatik ravishda o'chadi.
Ish paytida sensor signallarni mashinaning boshqaruv tizimiga yuboradi.
Induktiv transduserlar, shuningdek, aloqa sensorlari o'rniga mashinasozlikda avtomatlashtirish uchun ishlatiladigan va tebranish sensorlarini qurish uchun ishlov berishda ham qo'llaniladi. Gap shundaki, mexanik ishlov berish nuqtai nazaridan kontakt sensorlari bir qator operatsion kamchiliklarga ega:
• o'lchov uchi ostiga chiplar yoki abraziv chang tushganda, o'lchash aniqligi keskin kamayadi;
• o'lchangan o'lchamlarning aniqligiga qismning sirt pürüzlülüğü ta'sir qiladi;
• Kontakt tipidagi konvertorlar ushbu ma'lumotlardan foydalaniladigan joyga uzoq va shovqinlarga moyil bo'lgan axborot uzatish liniyasi bilan tavsiflanadi.
Kontakt sensorlaridan farqli o'laroq, tebranish generatorlari sensorlari bir qator ijobiy operatsion xususiyatlarga ega:
• o'lchov uchi ish qismiga juda qisqa vaqt tegadi va deyarli hech qanday eskirish bo'lmaydi, bu esa yuqori aylana tezligiga ega bo'lgan qismlarning o'lchamlarini nazorat qilish imkonini beradi, masalan, profil va o'lchamlarni boshqarish mumkin bo'ladi. aylanadigan abraziv g'ildirak;
• datchikdan yozib olish moslamasiga yoki aktuatorgacha bo'lgan tishli nisbati juda keng diapazonda o'rnatilishi mumkin;
• zondni ishlov beriladigan qismga yaqinlashish jarayonida o'lchov uchining shikastlanish xavfi yo'qoladi;
• sensor o'rtacha o'lchov natijasini beradi.
Ushbu turdagi datchiklar mashinasozlikda aylana va ichki silliqlash dastgohlarida avtomatik boshqarish, nozik tornalash va honlama uchun keng qo'llaniladi.
Girdapli oqim o'zgartirgichlarining ishlash printsipi o'tkazuvchi jism ularga yaqinlashganda g'altaklarning induktivligini va o'zaro induktivligini o'zgartirishdan iborat. Shuni hisobga olish kerakki, ob'ekt yuzasida qo'zg'atilgan girdab oqimlarining tarqalish intensivligi va tabiatiga, boshqariladigan bo'shliqdan tashqari, o'tkazgich qatlamining qalinligi, magnit o'tkazuvchanligi va elektr o'tkazuvchanligi sezilarli darajada ta'sir qiladi. ta'minlangan Supero'tkazuvchilar tananing materiali.
Bunday transduserlar yupqa plitalar va qoplamalarning chiziqli o'lchamlari va qalinligini nazorat qilish, shuningdek, ichki nuqsonlarni va barcha turdagi yoriqlar, delaminatsiyalar, tirnalgan va chuqurlarni aniqlash uchun ishlatiladi.
Edi tok o'zgartirgichlari tebranishlarni o'lchash, turli muhandislik mahsulotlarini dinamik sinovdan o'tkazishda tebranish chastotasi, amplitudasi va shakllarini aniqlash uchun ham qo'llaniladi. Odatda, o'lchangan amplitudalar 20...20,000 Gts chastotalarda 1...2000 mkm oralig'ida bo'ladi. Xuddi shu printsip aylanadigan millarni boshqarish uchun ishlatiladi.
Gidali oqim konvertorlarining ishlashining barqarorligi asosiy osilator signalining chastotasining barqarorligi va induktorlar va kondansatkichlar parametrlarining doimiyligi bilan belgilanadi. Girdapli oqim o'zgartirgichlarini ishlatganda, ular tashqi elektromagnit maydonlarga sezgirligini hisobga olish kerak.
Eddy tok o'zgartirgichlari nisbatan past sezuvchanlik va o'tkazuvchi jismning elektr xususiyatlarining o'zgarishi sababli xatolar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Biroq, bunday konvertorlar hali ham mashinasozlikda faol boshqaruv sxemalarida o'z qo'llanilishini topdi, chunki ular ifloslangan va agressiv muhitda, turli moylash va sovutish suyuqliklari ta'sirida, asboblar va ish qismlarining yuqori ovqatlanish tezligida muvaffaqiyatli ishlashi mumkin.

4.