Файл: Ретман А.А. Автоматика и автоматизация портовых перегрузочных работ учебник.pdf

ются чувствительным элементом, который преобразует звуковую энергию (шум) в электрический ток. Такое преобразование на­ зывается электродинамическим. В акустических датчиках воспри­ нимающим элементом может служить, например, микрофон. Пре­ образованный сигнал усиливается, и после усиления ток приводит в действие электромагнитное реле или регистрирующий прибор. Акустические датчики способны контролировать производствен­ ные процессы, сопровождаемые шумом, например загрузку бун­ кера материалом, движение груза по желобу и др.

Рассмотрим группу генераторных датчиков.

Фотоэлектрические датчики с вентильным фотоэффектом. Их называют также вентильными фотоэлементами. Для этих датчи­ ков не требуется посторонний источник питания.

ложной стенке бункера 3. Радиоактивное излучение из блока 1 через отверстие в стенке бункера воспринимается приемникоминдикатором, вызывая электрические импульсы в электрической схеме установки. Когда бункер загружен до такого уровня, что материал окажется на пути излучения, интенсивность его изменя­ ется и срабатывают приборы автоматики, сигнализируя о степе­ ни заполнения бункера.

Фотоэлектрические и радиоактивные (лучевые) датчики могут быть использованы для управления транспортирующими установ­ ками. Радиоактивные датчики применены в схемах синхрониза­ ции движения разгрузочной тележки на конвейере и погрузочной машины в установке для перегрузки апатитового концентрата в Мурманске. Лучевые датчики используются также в защитных

27

устройствах, в дозаторах, для контроля наличия груза на ленте конвейера, для учета количества перемещаемого груза.

Пьезоэлектрические датчики. Принцип их работы основан на прямом пьезоэлектрическом эффекте. Он состоит в том, что при деформации некоторых кристаллических тел на их гранях появ­ ляются электрические заряды. В частности, кристаллы кварца обладают большой прочностью, мало реагируют на изменение температуры среды, что и предопределило применение его в ка­ честве материала для датчиков. Пьезоэффект присущ сегнетовой соли, титанату бария и др.

Г

ш

+ + + +

ь

~ '++++-

шш

Датчик (р.ис. 13) состоит из двух кварцевых пластин 1 в фор­ ме цилиндров или параллелепипедов, которые зажаты между металлическими электродами 2. При приложении нагрузки Р к датчику на противоположных гранях пластин появляются элек­ трические заряды, величина которых не зависит от площади пла­ стин, а пропорциональна действующему усилию. Напряженность создаваемого зарядами электрического поля измеряется. Пьезо­ электрические датчики используют для измерения давления, уси­ лий, вибрации.

Термоэлектрические датчики. К ним относится термоэлектри­ ческий пирометр, который состоит из корпуса 1 с окном (рис. 14). Внутри корпуса помещена термопара из двух проволочек 2, за­ ключенных в керамические изоляционные трубки 3. Нижние кон­ цы проволочек сварены между собой или спаяны, а к верхним подключен измерительный прибор 4. Проволочки изготавливают­ ся из сплавов: хромель-копель, хромель-алюмель, платинородийплатина и других металлов. При нагревании места спая проволо­ чек на их свободных концах возникает термоэ. д. с. Величина ее зависит от материала проволочек и пропорциональна разности температур нагретого и холодного концов. Существуют полупро­ водниковые термопары, которые по сравнению с металлическими дают при одинаковых условиях более высокие величины тер­ моэ. д. с., что и является их преимуществом.

28

Электромеханические датчики. К ним относится тахогенера-

тор, или электрический тахометр. Тахогенераторные датчики широко применяются в схемах автоматического управления элек-

столба жидкости, как в обычном термометре. Вместе с тем высота столба может изменять омическое (рис. 15, а), индуктивное (рис. 15,6) емкостное (рис. 15,в) сопротивление или влиять на интенсивность светового потока (рис. 15, г). Эти датчики называют­ ся также объемными термометрами.

К числу жидкостных датчиков относятся манометрические тер­ модатчики, в основу действия которых положен принцип преоб­ разования изменения объема жидкости или газа в перемещение

Жидкость или газ находятся в баллоне 1, который посредст­ вом капиллярной трубки 2 связан с мембраной, сильфоном 3 или

29

манометрической трубкой 7. Их перемещение вызывает поворот стрелки 4, что можно наблюдать по шкале 6. На шкале помеще­ ны и контакты 5, ограничивающие диапазон измеряемых темпе­ ратур; при достижении предельной температуры стрелка замы­ кает эти контакты.

Контрольно-измерительные приборы. В отличие от датчиков в схемах автоматики они используются как вспомогательные для целей проверки и наладки. Контрольно-измерительные приборы могут служить для измерения электрических величин (вольтмет­ ры, амперметры, ваттметры), давления, температуры, частоты вращения. Давление и разрежение измеряются манометрами, вакуумметрами, мановакуумметрами, микроманометрами. Наи­ большее распространение получили манометры и вакуумметры, которые по конструкции не отличаются друг от друга. По прин­ ципу действия манометры могут быть жидкостными, пружинными, поршневыми, диафрагменными. Температура может контролиро­ ваться термометрами расширения, манометрическими термомет-

ми систем автоматики без предварительного усиления. Конструк­ тивно усилители выполняются либо как самостоятельные уст­ ройства, либо' как элементы, встроенные в исполнительные меха­ низмы и регулирующие устройства.

Основным показателем работы усилителя является коэффици­

ходе усилителя к мощности сигнала на входе. Если же усилитель является как бы неотъемлемой частью исполнительного меха­ низма или регулирующего устройства, то коэффициентом усиле­ ния называется отношение мощности сигнала на выходе испол­ нительного механизма к мощности сигнала на выходе датчика. К усилителю предъявляются следующие требования: он должен обладать требуемым коэффициентом усиления, быть достаточно чувствительным и малоинерционным, т. е. быстро реагировать на минимальные изменения сигналов, снимаемых с датчиков, а ха­ рактеристика сигналов, вводимых в усилитель и снимаемых с него, должна быть линейной.

В зависимости от вида энергии, используемой в усилителях, они могут быть разделены на механические, электрические, электромашинные, электронные, полупроводниковые, гидравлические, пневматические, комбинированные, а по принципу действия — на усилители плавного и скачкообразного действия.

Механические усилители. К этой группе усилителей относятся

различного вида рычажные системы передач, а также зубчатые, фрикционные и др.

30