Датчики, используемые в устройствах ЖАТС.

Широко распространены в системах ЖАТС датчики проследования подвижного состава, называемые рельсовыми педалями.

Воздушно–мембранную педаль устанавливают под рельсом. Эта педаль реагирует на изгиб рельса при прохождении подвижного состава.

Для переключения контакта педали достаточен прогиб рельса 0,015 мм.

Через контакт педали включают педальное реле.

Просадочная саморегулирующая педаль ПСП реагирует на просадку рельса при прохождении подвижного составе.

Воздушно–мембранная и рельсовая просадочная педали не используются в новых СЖАТ.

Бесконтактная магнитная педали ПБМ–56 по принципу действия является бесконтактным индуктивным датчиком и содержит сердечник из постоянного магнита с разомкнутой цепью и обмотку, насаженную на сердечник.

Педаль прикрепляется к рельсе с внутренней стороны коли на 15 мм ниже уровня головки рельсы.

При приближении подвижной единицы (колеса) в педали уменьшается (шунтируется) воздушный зазор магнитной цепи, вследствие чего изменяется (возрастает) магнитный поток в сердечнике. При этом в обмотке индуцируется Э.Д.С., амплитуда и длительность которой зависит от расстояния между колесами и датчиком и скорости прохождения колеса над датчиком.

Когда колесо вагона удаляется от педали, снова изменяется магнитный поток

(уменьшается) и в обмотке появляется импульс Э.Д.С. другой полярности. Импульсы Э.Д.С. получающиеся на выходе ПБМ-56, могут непосредственно управлять работой чувствительного быстродействующего поляризованного реле РП типа РП17. Однако реле реагирует лишь на импульсы, получающиеся при скоростях 1-30 км/ч, т.к. при скоростях <1 км/ч амплитуда импульса мала для срабатывания реле, а при скоростях > 30 км/ч длительность импульса дольше времени срабатывания реле.

Для обеспечения надежной фиксации проследования подвижного состава при скоростях до 200 км/ч на выходе датчика ПБМ-56 включают усилительную полупроводниковую приставку.

 

Трансформаторно-компенсационная педаль ТКП предназначена для работы на сортировочных горках.

Основным элементом КТП является дифференциальный измерительный трансформатор с S-образным сердечником 1, на котором закреплена питающая обмотка 3, соединенная с источником ~ тока 220В 50 Гц, сигнальная обмотка 2 и компенсационная обмотка 4, включенная встречно сигнальной.

Педаль ТКП устанавливают внутри колеи так, чтобы стержень магнитопровода с сигнальной обмоткой 2 был обращен к рельсу.

При отсутствии колеса в зоне действия педали переменный магнитный поток, создаваемым питающей обмоткой 3, индуцирует в сигнальной и компенсационной обмотках одинаковые ЭДС.

На выходе педали ЭДС отсутствует, т. к. эти обмотки включены встречно.

При прохождении колеса около педали возрастает магнитный поток и ЭДС у сигнальной обмотки вследствие уменьшения воздушного зазора, а у компенсационной обмотки магнитный поток и ЭДС несколько уменьшатся. На выходе педали появляется напряжение, от которого срабатывает приемное устройство.

В большинстве случаев в кач-ве приемника используют реле Р с выпрямителем В и сглаживающим конд-м С.

Педаль ТКП может работать в сочетании с электронно-релейным приёмником.

Для контроля свободности участков пути от подвижного состава используются рельсовые цепи РЦ образуются путем электрической изоляции контролируемого участка с помощью изолирующих стыков ИС. На одном конце РЦ к рельсам подключается питание, а на другом – контролируемый прибор КП (реле), реагирующий на ток в рельсах, которые используются как проводники.

Если участок свободен, то через КП протекает ток большого значения (якорь реле притянут). При занятии участка хотя бы одной колесной парой, сопротивление которой (<= 0.06 Ом) во много раз меняется сопротивление КП, ток в последнем резко уменьшается (реле отпускает якорь). Т.е. по состоянию КП можно судить о свободности или занятости участка пути.

 

В радиолокационном измерителе скорости, применяемом в системе АРС на сортировочных горках, действие датчика скорости основано на использовании эффекта Доплера. Этот эффект заключается в том, что сигнал в виде электромагнитной волны, отраженный от движущегося объекта, изменяет свою частоту пропорционально скорости движения объекта. Таким образом, механическая величина перемещения преобразуется в изменение частоты электрического сигнала.

Для определения скорости отцепа на сортировочной горке устанавливают передатчик высокочастотных колебаний (с длиной волны несколько миллиметров или сантиметров). С помощью специальной антенны эти электромагнитные колебания направляют острым пучком вслед движущемуся отцепу. Отраженный луч воспринимается приемной антенной. Частота отраженного сигнала отличается от передаваемого на значение Δf, пропорциональное скорости движения отцепа.

Сельсины.

У сельсина одиночная первичная обмотка ротора поворачивается вместе с перемещением измеряемого объекта.

 

Три статорные вторичные обмотки, расположенные друг к другу под углом 120 град, формируют выходную обмотку.

Переменный ток возбуждает ротор (этот ток называют опорной частотой) и индуцирует выходной сигнал на трех вторичных обмотках. Соотношение между выходами соответствует положению ротора.

Обычно сельсинные системы для измерения перемещений имеют в своем составе два идентичных узла: передавающий сельсин (т. н. Сельсин-датчик) и сельсин приемник (сельсин-трансформатор или трансформатор для питания цепей управления). Оба сельсина соединяются так, чтобы перемещение ротора сельсина-датчика вызвало поворот ротора сельсина-приемника на один и тот же угол.

Поэтому сельсин-приемник м.б. Использован как база для индикаторных приборов- положение его ротора отображает угловое перемещение объекта измерений. Кроме того он выполняется для выполнения некоторой механической работы. В этом случае сельсин-приемник называется сельсином крутящего момента.

Реле.

Электромагнитное реле появилось во второй половине XIX века после изобретения электромагнита.

Само слово реле (relais) означает с франц. (пункт перегрузки, место смены лошадей). Выбор такого термина отражает то, что реле- элемент, переключающий внешние цепи нагрузки.

Основным отличием реле и приборов релейного действия от других элементов А и Т является скачкообразное изменение выходной величины y при плавном изменении входной величины x (см. рис). Это и есть определение реле.

Рис – статистическая характеристика реле

Особенностью характеристики реле является наличие 2^x прямолинейных участков. Участок АВ удовлетворяет условию dx/dy=0, участок ВС – условию dx/dy=∞.

Если скачкообразное изменение тока в выходной цепи обеспечивается не линейным, лавинообразным изменением (внутреннего сопротивления, индуктивности, проводимости) прибора без физического разрыва цепи, то такое устройство называется прибором релейного действия (рис.б).