Автоматизация судовых дизельных энергетических установок, страница 9

В соответствии с принятой формой индикации все контролируемые параметры делятся на три группы. Первую группу составляют наиболее ответственные, так называемые, аварийные параметры, т.е. те, которые дают объективную оценку функциональной работоспособности механизма. Они подлежат постоянной индикации на показывающих приборах. Контролируются эти параметры чаще всего двухсигнальной схемой: первый сигнал – предупредительный, по нему следует принимать мере по устранению причин приближения параметра к предельному значению; второй сигнал – аварийный, требует немедленной остановки двигателя. Во вторую группу входят параметры с предупредительными функциями. Их недопустимое отклонение является всего лишь начальным событием в последовательности, ведущей к опасной ситуации или аварии. Индикация этих параметров осуществляется по вызову вручную путем нажатия соответствующих кнопок и автоматически при помощи программы поочередного подключения первичных датчиков. Для последнего способа характерно использование бортового компьютера, на который дополнительно возлагается процедура регистрации контрольных параметров. В третью группу включают параметры с напоминающими свойствами. Их индикация в виде световых сигналов предупреждает оператора о потенциальной опасности для аварийной ситуации. Возвращение параметров к нормальному значению достигается обычными методами рабочего обслуживания.

В системах АПС используются линейные схемы измерительных цепей. Каждая такая цепь состоит из датчика, дистанционной передачи и приемного устройства. Доминируют главным образом датчики, основанные на электрических принципах измерения неэлектрических параметров (температура, давление, уровень и др.). Им свойственны следующие преимущества:

- усиление величины измеряемого параметра во много раз;

- измерение как медленно меняющихся, так и быстро меняющихся во времени величин;

- простота преобразования непрерывного аналогового сигнала в цифровой дискретный, доступный для обработки ЭВМ;

- возможность передачи сигнала от контрольного датчика на большие расстояния.

Системы измерения и контроля температуры комплектуются обычно термоэлектрическими датчиками (проще говоря, термопарами) и терморезисторами. Первые используют явление термоэлектричества, которое заключается в следующем, рис. 9.12. Если составить цепь из двух различных проводников и поместить ее один спай в среду с измеряемой температурой, а температуру другого спая поддерживать постоянной, то в цепи появится электродвижущая сила, равная разности функций температур мест соединения проводников

.

В зависимости от проводников, составляющих измерительную цепь различают никель-нихромовые, хромель-копельевые, вольфрам-молибденовые и платинородий-платиновые термопары.

Принцип измерения температуры терморезисторами основан на зависимости электрического сопротивления проводника от температуры. Например, сопротивление платинового терморезистора в интервале от 0 до 650°С выражается зависимостью

,

где  – сопротивление при 0°С,  и  – постоянные.

Промышленно, кроме платиновых, выпускаются терморезисторы с медной, никелевой и вольфрамовой проволокой диаметром 2÷2,5 мкм. Конструктивное исполнение может быть самым различным. Чаще всего терморезисторы изготавливают в виде стержня длиной 25÷100 мм и диаметром 3÷4 мм или придают им каплевидную форму. Они позволяют измерять температуру с погрешностью 1%.

Полупроводниковые терморезисторы отличаются от металлических меньшими размерами и большим коэффициентом температурного сопротивления. Для них зависимость сопротивления от температуры достаточно хорошо описывается формулой

.

Датчики для электрического измерения давлений могут быть подразделены на индуктивные, тензорезисторные и пьезоэлектрические.

Чувствительным элементом индуктивных датчиков служит мембрана со штоком, выполняющим роль сердечника катушки, рис.9.13. Под воздействием измеряемого давления мембрана прогибается, соответственно изменяется магнитный поток, создаваемый катушкой. Это изменение является выходным сигналом датчика.