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 магнитопроводов5 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 абмоста подключена к усилителю 7, выход которого соединяется через канал связи с приемником информации IVи 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 Ппреобразуется в усилие Rx, и преобразователь «сила — частота» III, осуществляющий преобразование усилия Rxв унифицированный частотный сигнал.
Преобразователь «сила —частота» реализуется на базе струнного генератора, представляющего собой мостовую схему, образованную резисторами R1, R2и R3 и струной 3 сопротивлением Rc. 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.