ПИП с преобразователями «перемещение – ток»

Основными узлами ПИП являются чувствительный элемент // и преобразователь «перемещение — ток» ///.

Чувствительный элемент // ПИПа преобразует измеряемый технологический параметр П в линейное перемещение магнитного сердечника цилиндрической формы.

Преобразователь /// осуществляет преобразование перемещения постоянного магнита / в электрический сигнал. Для преобразова­ния используется магнитная система из внешних магнитопроводов 5 и 6 (см. рис.) и индикаторов магнитных потоков (магнитопро­водов специальной формы) 2 и 9, каждый из которых содержит обмотку возбуждения и обмотку обратной связи . Обмотки возбуждения с последовательно включенными диодами и об­разуют плечи неравновесного моста. Два других плеча образуют резисторы , шунтированные фильтрующим конденсатором С. Измерительная диагональ аб моста подключена к усилителю 7, вы­ход которого соединяется через канал связи с приемником инфор­мации IV и через элемент обратной связи 8 с обмотками обратной связи .

Питание мостовой схемы осуществляется напряжением в виде прямоугольных импульсов частотой 50 Гц.

Рассмотрим работу магнитного преобразовательного элемента.

При нейтральном положении магнитного сердечника / (см. рисунок а) ответвляемые магнитные потоки и в магнитопроводы индикаторов магнитных потоков 2 и 9 равны по величине и проти­воположны по направлению. Результирующий магнитный поток равен нулю.

При смещении сердечника от среднего положения (см. рисунок б) возникает результирующий магнитный поток , направление ко­торого определяется направлением перемещения сердечника и его полярностью. Если посмотреть на схему, то в нейтральном положении существуют только потоки , токи и равны, и мост находится в равновесии.

При изменении положения сердечника появляются магнитные потоки , которые с магнитными потоками и создают результирующие магнит­ные потоки и в магнитопроводах индикаторов 2 и 9:

.

В связи с этим насыщение левого индикатора 2 наступит раньше, чем правого индикатора 9. Вследствие этого ток ,протекающий по обмотке резко возрастает, что сопровождается нарушением равновесия мос­товой схемы.

Усилитель формирует на выходе сигнал постоянного тока , пропорциональныйразбалансу мостовой схемы. Сигнал поступает в канал связи и через устройство обратной связи 8 — в обмотку обратной связи .

При прохождении тока по обмоткам фор­мируются магнитные потоки которые направлены навстречу магнитным потокам и обеспечивают их компенсацию.

В результате компенсирующего воздействия магнитного пото­ка на магнитный поток равновесие мостовой схемы восста­навливается и для любого момента времени .

Статическая характеристика преобразователя определяется ви­дом зависимости .

Классы точности: .

61. Электрическая система передачи информации с частотным сигналом

Преобразование происходит по схеме параметр ® сила®час­тота.

ПИП I включает чувствительный элемент II, посредством которо­го измеряемый параметр П преобразуется в усилие R_x, и преобра­зователь «сила — частота» III, осуществляющий преобразование усилия R_x в унифицированный частотный сигнал.

Преобразователь «сила —частота» реализуется на базе струн­ного генератора, представляющего собой мостовую схему, образо­ванную резисторами R ₁, R₂ и R ₃ и струной 3 сопротивлением R_c. Измерительная диагональ моста включена на вход электронного усилителя, выход которого подключен к диагонали питания моста. Струна расположена между полюсами постоянного магнита 4. Ниж­ний конец струны жестко закреплен на неподвижном основании, а верхний — на подвижном рычаге 2.

При протекании по струне переменного тока струна начинает колебаться и в ней индуцируется ЭДС, по форме близкая к синусоидальной.

Законы колебаний могут быть описаны параметрами колебательного контура, у которого собственная частота колебаний определяется как:

,

где усилие на струне; длина струны; сечение струны; плотность материала струны.

Т.е. собственная частота колебаний генератора определяется собственной частотой колебаний струны и зависит от усилия натяжения.

Генератор работает в диапазоне Гц.

Ток струны мкА.

Длина струны мм.

Диаметр проводов мм.

Чувствительный элемент преобразует параметр П в пропорциональное усилие , воспринимаемое рычагом, а вместе с ним и струной. Изменение натяжения струны приводит к изменению собственной частоты колебаний генератора. Как видно из выражения частоты, эта функция нелинейная. В связи с этим для нормальной работы такого устройства используют квадраторы. В качестве приемника информации используются частотомеры.

Класс точности: .

Дальность до км.