Ознакомление с этапами проектирования и методами расчета элементов САР и САУ, с этапами расчета потенциометрических датчиков перемещений. Расчет статической характеристики индуктивных датчиков линейных перемещений. Расчет элементов гидро-, пневмосистем. Выбор и расчет измерителей параметров жидких сред, страница 2

Расчет потенциометрических датчиков перемещений.

1)Расчет потенциометрических датчиков линейных перемещений.

Расчет включает построение статической характеристики и определение допустимой температуры нагревания обмотки.

Рассмотрим простейшую реверсивную схему включения потенциометра.

–  перемещение ползунка;

l – общая длина намотки.

Полагают потенциометр линейным, составляют эквивалентную схему и находят:

- общее сопротивление цепи r_э относительно входных зажимов;

- общий ток цепи:

- выходное напряжение.

 – статическая характеристика датчика

При  и : ; – статическая чувствительность датчика ( В/мм).

Условие механической прочности провода:

, где

; .

Сопротивление реостатного датчика

, где – число витков; .

Уравнение теплового баланса для датчика при установившемся значении перегрева обмотки:

 

где P_доп – допустимая подводимая мощность; S_охл – поверхность охлаждения датчика;  – коэффициент теплоотдачи.

Диаметр провода обмотки: , – перегрев относительно окружающей среды;

Расчет реостатных датчиков угловых перемещений заключается в выборе радиуса потенциометра; высоты и толщины, длины дуги каркаса, если заданы: величина максимального перемещения ползунка L_{вх max}, чувствительность k, допустимый входной момент M_вх, величина сопротивления нагрузки R_н..

Диаметр провода определяют из уравнения теплового баланса, задавшись допустимым значением перегрева.

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается задача проектирования элемента САУ?

2. Перечислить группы ограничений при проектировании элементов САУ.

3. Перечислить требования, предъявляемые к проектируемым элементам САР и САУ.

4. Какие задачи решаются на каждом этапе проектирования элементов САР и САУ?

5. Чем отличаются методы расчета элементов САР и САУ?

6. Чем обусловлен выбор датчиков?

7. Перечислить основные этапы расчета потенциометрических датчиков перемещений.

8. Поясните условие механической прочности провода.

9. Поясните уравнение теплового баланса.

10. В чем заключается расчет реостатных датчиков угловых перемещений?

ЛЕКЦИЯ 2.

Цель лекции – ознакомление с этапами расчета индуктивных датчиков линейных перемещений, основными характеристиками контактной системы, режимами работы контактов.

Задачи лекции

- изучить этапы расчета индуктивных датчиков линейных перемещений

- изучить основные характеристики контактной системы, режимы работы контактов.

Вопросы, рассматриваемые на лекции

1. Расчет статической характеристики индуктивных датчиков линейных перемещений. Уравнение теплового баланса для определения перегрева обмотки. Величина напряжения питания датчика. Тяговая характеристика.

2. Выбор контактной системы. Требования к контактам. Выбор контактов. Характеристики контактов. Этапы работы контактов.  Расчет контактов на надежность и срок службы.

Расчет индуктивных датчиков перемещения.

В ходе расчета должна быть построена статическая характеристика – зависимость выходного напряжения от величины воздушного зазора δ, определен перегрев обмотки, рассчитана тяговая характеристика для определения усилий, необходимых для перемещения якоря.

Принцип действия: при изменении воздушного зазора δ изменяются индуктивность дросселя и сопротивление датчика, следовательно, будет меняться ток в цепи.

Падение напряжения на нагрузке : ,  где

 и .

Отклонение реальной характеристики от идеальной при малых величинах δ объясняется тем, что условие  вносит погрешность, так как эти величины соизмеримы при малых δ. При больших значениях δ допущение также вносит погрешность, так как активное сопротивление цепи  соизмеримо с индуктивным .

Уравнение теплового баланса чувствительного датчика:,

где  P_м – мощность потерь на вихревые токи и перемагничивание в стальных частях.

Величина напряжения питания датчика ограничивается двумя факторами:  допустимой температурой перегрева датчика, допустимой величиной магнитной индукции в стальных частях магнитопровода Тл.

Тяговая характеристика рассчитывается по уравнению Максвелла.

Выбор контактной системы.

Электрический контакт – конструктивный узел, с помощью которого осуществляется коммутация электрической цепи.