Общие сведения. Многообразие применяемых типов измерительных преобразователей, повышение требований к точности и надежности работы систем приводят к необходимости

Многообразие применяемых типов измерительных преобразователей, повышение требований к точности и надежности работы систем приводят к необходимости использования унифицированного сигнала как универсального средства связи для передачи информации. Отсутствие унифицированного сигнала на выходе преобразователей вызывает обычно значительное увеличение числа первичных приборов, что намного усложняет схемы автоматики. Поэтому для первичных преобразователей, выходной сигнал которых не унифицирован, используются нормирующие преобразователи.

Унифицирующие преобразователи могут быть конструктивно оформлены в единое целое с первичными преобразователями, составляя датчики, или в виде отдельных блоков.

Большое количество технологических величин легко преобразуются в силу, линейное или угловое перемещение. К ним относятся: давление, плотность, уровень, вязкость, температура, частота вращения и др. В системе ГСП для измерения этих величин построены датчики с механической компенсацией измеряемой величины. Датчики состоят из первичного измерительного преобразователя измеряемой величины в силу (или перемещение) и унифицированного измерительного преобразователя силы (или перемещения) для дальнейшего ее преобразования в стандартный пневматический или электрический сигнал.

Унифицированные силы или перемещения в стандартные сигналы ГСП могут быть построены по трем схемам (рис. 10.1).

Схема, известная под названием компенсации перемещения, имеет первичный измерительный преобразователь (ПИП) с выходной величиной в виде перемещения (рис. 10.1, а). В ПИП технологическая величина преобразуется в силу , а затем в перемещение или угол поворота . Преобразователь перемещения с обратной связью ИП имеет унифицированный сигнал давления или тока .

Рис. 10.1.

В статической схеме с силовой компенсацией (рис. 10.1, б) измеряемую величину Х, преобразованную в силу (или момент ) первичным преобразователем, компенсируемую усилием ( ), развиваемым в ИП цепью обратной связи ОИП. Вследствие статизма системы полное равенство и недостижимо, поскольку измеряемое усилие частично тратится на преодоление сил трения и жесткости в системе.

Астатическая схема (рис. 10.1, в) с полной силовой компенсацией содержит интегрирующее звено ИП₄ в прямой цепи преобразования ИП. При этом уравновешивание усилием обратного измерительного преобразователя ОИП происходит до порога чувствительности индикатора рассогласования ИП₂.

В первой структурной схеме ПИП не охвачен обратной связью и все его погрешности войдут в погрешность датчика. В схеме с силовой компенсацией перемещения чувствительных упругих элементов не оказывают заметного влияния на погрешность датчика в целом. В астатической структурной схеме используется ряд дополнительных преобразователей, что усложняет конструкцию датчиков.

В связи с этим все датчики ГСП имеют конструктивно встроенный уравновешивающий преобразователь силы в электрический или пневматический сигнал. Эти преобразователи выпускаются отдельными блоками и могут быть использованы для перехода от одних физических величин к другим.