Електропривод апаратура керування та захист

Файл 12

Електропривод апаратура керування та захист

1. Класифікація датчиків.

2. Магнітні і ємнісні датчики.

3. Генераторні датчики.

4. Теплоенергетичні датчики і тепломеханічні датчики температури.

5. Електромеханічні датчики рівня, тиску, витрат та швидкості.

6. Електротехнологія в сільському господарстві. Перегляд наукових фільмів.

7. Електропривід зерноочисних агрегатів.

1. Класифікація датчиків

Автоматизація різних технологічних процесів можлива тільки при наявності необхідної інформації про значення величин, що характеризують хід виконання операцій.

Інформація в технічних системах автоматики - це кількісна міра характеристик і параметрів, режимів і технологічних процесів, що сприймаються людиною лише якісно, наприклад. Є - ні, жарко - холодно, низько - високо, сухо - волого.

У генераторних датчиків у сприймаючому органі відбувається безпосереднє перетворення контрольованого параметра X в вихідну величину У. Ці датчики прості оскільки вони не потребують додаткового джерела живлення.

До складу параметричних датчиків крім первинного перетворювача ГШ, входять проміжний перетворювач П й допоміжне джерело живлення ИП. У цих датчиків контрольована величина X перетвориться первинним перетворювачем ПП за рахунок енергії джерела живлення ИП у проміжну величину Х_n, а потім за допомогою перетворювача П доводиться до зручної форми і визначаються значення вихідного сигналу У.

Омічні датчики (реостатні) використовуються в системах контролю і виміру лінійних і кутових переміщень, сил і моментів, коливань і вібрацій, прискорень і інших неелектричних величин.

До них відносять контактні, потенціометричні, вугільні,  тензометричні та інші датчики, принцип яких заснований на зміні омічного опору спеціальних елементів під дією вимірюваної вхідної величини.

Контактні - замикають і розмикають контакти в наборі опорів.

У потенціометричних датчиках контрольоване переміщення передається сприймаючому органу і перетвориться за рахунок зміни власного електричного опору датчика в перемінну чи постійну напругу.

Вугільні датчики використовують принцип зміни власного електричного опору під дією прикладених сил.

Тензометричних датчики використовують у своїй роботі залежність електричного опору матеріалу від його деформації.

2. Магнітні і ємнісні датчики

Індуктивні і трансформаторні датчики використовують у своїй роботі явище зміни індуктивності котушки зі сталевим сердечником при переміщенні рухливої частини магнітної системи.

 

Ємнісні датчики перетворять різноманітні вхідні впливи (механічні зусилля, лінійні і кутові переміщення) у зміну своєї електричної ємності.

Радіаційні датчики. Оптичні (світлові) датчики застосовують як елемент автоматики, що реагує на появу зникнення світлового променя, на зміну освітленості чи світлового потоку на якість світлових імпульсів (включення освітлення на вулицях, вхід у метро, проріджувач сходів).

У фоторезистора під дією світла збільшується кількість вільних електронів, а отже й електропровідність. Підвищення електропровідності напівпровідника під дією світлової енергії носить назву внутрішнього фотоефекта.

Вакуумний фотоелемент являє собою вакуумну чи газонаповнену лампу з катодом "К" зі світлочутливого шару, нанесеного на внутрішню поверхню скляного балона, а анод А в вигляді кільця або пластини. Існують фото діоди, фото тріоди, фото тиристори.

Радіоізотопні датчики в сільському господарстві використовуються в основному для дослідницьких цілей. З їхньою допомогою визначають швидкості і напрямки руху живильних речовин у рослинах, товщини різних матеріалів, щільності речовин, рівні рідин, тиски і температури в закритих об'єктах і багато чого іншого.

3. Генераторні датчики

Термоелектричні датчики перетворять вхідний тепловий вплив у вихідний сигнал у виді З.Р.С. Термопари призначені для дистанційного виміру і контролю температур у межах від -100° до +2000°С. Як матеріал використовується платина, іридій, золото і їхні сплави, а також сталь, нікель, хромель, копель, алюмель, константан.

Фотоелектричні датчики використовують у своїй роботі так називаний вентильний фотоефект, що виявляється в напівпровідниковому замикаючому шарі, між дотичним напівпровідником і металом. При опроміненні пластини, що складається з напівпрозорого шару металу, і нанесеного на нього світлочутливого напівпровідника, у проміжному шарі створюється різниця потенціалів, що залежить від світлової енергії. Вентильні фотоелементи і фототріоди у фотогенераторному режимі використовують як перетворювачі світлової енергії в електричну.

П'єзоелектричний датчик являє собою набір пластинок з матеріалу, що володіє так називаним п'єзоефектом (із кварцу). У момент прикладання механічної сили на поверхні пластин з'являються електричні заряди. Сумарний заряд пропорційний діючій силі, а його знак показує напрямок сили (стиск чи розтягання). Напруженість зарядів електричного полючи вимірюють спеціальними чутливими електронними пристроями.

Індукційні датчики, принцип дії яких заснований на використанні закону  електромагнітної індукції, можна розділити на дві групи.

У датчиках першої групи контрольовані лінійні чи кутові переміщення передаються котушці, що рухається відносно постійного магніту. При цьому в котушці наводиться Е.Д.С.

У датчиків другої групи котушка і її електромагнітна система залишаються нерухомими, а змінюється під впливом контрольованого параметра магнітний потік Ф, зчеплений з котушкою Е.Р.С.

e = k · B · W_υ

У датчиків цієї групи пропорційна і зворотна за знаком швидкості магнітного потоку.