Файл: Егоров С.В. Основы автоматики и телемеханики. Конспект лекций учеб. пособие.pdf

н а ч а ло развертки,

когда

UK=0,

коротким

импульсом А{,

в момент к о м п е н с а ц и и

UK=

UR

— импульсом В и то интер ­

вал времени между

этими

импульсами

п р о п о р ц и о н а л е н

Рис.

8-8

измеряемому

н а п р я ж е н и ю

Ф о р м и р о в а н и е

ш и р о т н о -

импульсного

сигнала из импульсов А* и В{ н е

составляет

получается,

например,

с п о м о щ ь ю

д и ф ф е р е н ц и р у ю щ е й

^ С - ц е п о ч к и

на

выходе

ф о р м и р о в а т е л я .

З а м е т и м ,

что если

н а п р я ж е н и е

(Уд снимается с

реостат­

ного

датчика

(см.

рис . ,2-15,а), то

источник

н а п р я ж е н и я

U0 м о ж е т

быть

и н е с т а б и л и з и р о в а н н ы м .

П р и м е р

8-7.

« Э к с п о н е н ц и а л ь н ы й .

преобразователь»

(рис. 8-8,6)

с л у ж и т п р и м е р о м

простого

бесконтактного

устройства,

нашедшего

ш и р о к о е п р и м е н е н и е

во

время-

импульсных

системах

ТИ.

Н а п р я ж е н и е

р а з в е р т к и

UK

здесь

изменяется

не

л и н е й н о ,

а

п о

э к с п о н е н ц и а л ь н о м у

закону,

что

м е н е е

удобно,

однако значительно

у п р о щ а е т

схему.

П о с л е д н я я

р а б о т а е т

с л е д у ю щ и м

образом .

К л ю ч К

периодически

замыкается

на

время

Тк

(см. диа­

грамму

работы

на

рис.

8-8,6).

П р и

этом

на д в и ж к е

рео ­

статного

датчика

устанавливается

п р о п о р ц и о н а л ь н о е

х

н а п р я ж е н и е

£/д . О д н о в р е м е н н о

начинается э к с п о н е н ц и а л ь ­

ный

заряд

к о н д е н с а т о р а

С,

к о т о р ы й

продолжается

до

момента

t\,

когда

UK=Ua.

С

этого

момента

дальнейшее

в о з р а с т а н ие

UK

прекращается,

поскольку

диод

Д

начинает

п р о п у с к а т ь

ток

(предполагается,

что

Rn^-Ri).

Вследствие

этого

зарядный

т о к

к о н д е н с а т о р а

падает

до

нуля.

П р о п о р ­

ц и о н а л ь н о е

току

н а п р я ж е н и е

UR]

п о к а з а н о

на рис. 8-8,6.

П о с л е размыкания

ключа

в

момент

t2

конденсатор быстро

разряжается

через

диод,

с о п р о т и в л е н и е

датчика

и

R\,

причем

R\

+/?Д <С -^2-

И м п у л ь с ы н а п р я ж е н и я

Un\ п о с т у п а ю т

на ф о р м и р о в а т е л ь

Ф (триггер

Ш м и т т а ) ,

к о т о р ы й

о б р а з у е т

ШИМ

сигнал.

В

системах

ТИ

для

передачи обычно

п р и ­

м е н я ю т ФИМ

сигнал,

который

легко

получить

из

ШИМ

сигнала.

Н е л и н е й н о с т ь

развертки

м о ж н о

л и б о

снизить

до

допу ­

стимой

величины,

обеспечив условие

U0

в к л ю ч е н и е м

последовательно

с

R%

дополнительного

сопротивления,

л и б о

учесть

п р и

градуировке

п о к а з ы в а ю щ е г о

п р и б о р а

на

п р и е м н о й

стороне .

В качестве п р и е м н ы х устройств

во

время - импульсных

системах

с л у ж а т

обычно

и з м е р и т е л и

к о э ф ф и ц и е н т а

импульса

;[9],

т.

е.

измерители о т н о ш е н и я длительности

импульса

к

периоду

(рис. 8-7,а) ku —

-^-=kx.

Н а и б о л е е

просто

и з м е р е н и е к о э ф ф и ц и е н т а

импульса

в

короткотпериодных

ТИ

системах

( Т

<• 1

сек)

осуществ ­

ляемся

в

электрических

п о к а з ы в а ю щ и х

п р и б о р а х

ПП,

к о т о р ы е р е а г и р у ю т

н а

среднее

значение

тока.

В

самом

деле,

если

подвижная

система

ПП

имеет

з н а ч и т е л ь н у ю

и н е р ц и ю ,

причем

время

у с п о к о е н и я

(время

памяти,

см. гл.

3)

п р и б о р а

значительно

больше

п е р и о д а . Т.

ШИМ

сигнала, 1 то

т а к о й

сигнал

вызовет

о т к л о н е н и е

п о д в и ж н о й

системы,

зависящее

практически

лишь

от

п о с т о я н н о й

в к о н т а к т н о м в а р и а н т е

импульсы

релейного тока

управ ­

л я ю т б ы с т р о д е й с т в у ю щ и м

р е л е Р,

к о т о р о е замыкает

свой

к о н т а кт КР

на

время импульса tu,

в бесконтактном

вари ­

анте

для

к о м м у т а ц и и

с л у ж и т

п о л у п р о в о д н и к о в ы й

триод

ПТ.

Для

р а с ш и ф р о в к и

ФИМ

сигналов

их

предварительно

п р е о б р а з у ю т

в

ШИМ

сигнал,

например, с

п о м о щ ь ю

триг­

гера.

В д л и н н о п е р и о д н ы х

системах

(Т^-10

сек)

обычно

используют

э л е к т р о м е х а н и ч е с к и е

п р и е м н и к и

— механиче ­

ские

и з м е р и т е л и

длительности

импульса [9],

п. 3. Частотные системы ТИ

Системы

с

ЧИМ

сигналами

первоначально

н а ш л и

при ­

м е н е н и е

в

энергетике

в

ТИ системах и з м е р е н и я м о щ н о с т и

К а к

известно,

скорость

в р а щ е н и я

диска

и н д у к ц и о н н о г о

счетчика

п р о п о р ц и о н а л ь н а

и з м е р я е м о й

мощности,

п о э т о м у

с п о м о щ ь ю

диска

легко

осуществить

м а н и п у л я ц и ю

элек ­

трического

тока

с

частотой,

п р о п о р ц и о н а л ь н о й

скорости

вращения

диска.

Н а

рис.

8-10

п о к а з а н ы : ф о т о э л е к т р о н н ы й

м а н и п у л я т о р

на

основе

ф о т о э л е м е н т а

ФЭ

(рис.

8-10,а) и

м а н и п у л я т о р

индуктивной связи м е ж д у катушками

анод­

ного

и

сеточного

к о н т у р о в

генератора

высокочастотных

к о л е б а н и й

(рис.

8-10,6).

а)

6)

Рис. 8-10

И н д у к ц и о н н ы й

счетчик

с зубчатым

диском

в

сочетании

с подходящим

датчиком и с п о л ь з у ю т

т а к ж е для

и з м е р е н и я

н е э л е к т р и ч е с к и х величин . :

Н а ч и н а ю т

находить

все

большее

п р и м е н е н и е

управляе ­

мые

н а п р я ж е н и е м

генераторы

прямоугольных

к о л е б а н и й .

Т а к и е генераторы

о б ы ч н о

строятся

по схеме

генератора

Р о э р а

на

основе

ф е р р и т т р а н з и с т о р н ы х

ячеек.

И з м е р я е м а я

величина

п р и

этом предварительно п р е о б р а з у е т с я в

напря ­

ж е н и е , у п р а в л я ю щ е е

частотой

импульсов

такого

гене­

ратора .

В качестве п р и е м н ы х

устройств н а и б о л е е

ш и р о к о при ­

меняют,

в

частотно - импульсных

системах

электрические

приемники

конденсаторного

типа

(один

из вариантов

п о к а з а н

на

рис. 8-11,а).

К о н т а к т

р е л е Р

замыкается с

Рис.

8-11

частотой

следования

импульсов .

П р и отсутствии

тока

ip

в

л и н и и связи

ЛС

к о н д е н с а т о р

С

заряжается от батареи

С/о

через

обмотку п о к а з ы в а ю щ е г о

п р и б о р а

и о г р а н и ч и в а ю щ е е

т о к с о п р о т и в л е н и е

Ro- М а к с и м а л ь н ы й

т о к

заряда

равен

Im—Uo-(Ro+Rnn)~l-

q =

К к о н ц у

зарядки

на

к о н д е н с а т о р е

накопится

заряд

CUo, к о т о р ы й при

п е р е б р о с е

контакта

реле

расходуется

на

разрядном

с о п р о т и в л е н и и

R. Т а к и м

образом,

п о

ц е п и п р и б о р а

ПП

протекает

п у л ь с и р у ю щ и й

ток,

среднее

значение

которого

равно

Icp—'q-T~]

=

CUof,

где

/ — частота

следования

импульсов.

Для

сглаживания

а т а к ж е

с г л а ж и в а ю щ и е

фильтры .

В

отличие

от

ТИ

систем

с

модулированными

сигна­

лами,

в к о т о р ы х

величина модуляции н е п р е р ы в н о

зависит

от

измеряемой

величины,

в

кодоимпульсных

системах

имеет

место

квантование

и з м е р я е м о й величины

и

передача

значения

в

виде

цифрового

кода.

Кодовые

сигналы и м е ю т

большую

помехозащищенность,

к о т о р у ю

у с и л и в а ю т

за

счет

введения

и з б ы т о ч н ы х

элементов .

Н а п р и м е р ,

приме ­

няется

п р и н ц и п

д о п о л н е н и я

двоичного

кода

до

четного

ч и с л а

е д и н и ц

с п о м о щ ь ю

дополнительного

разряда . В

этом

случае

и с к а ж е н и е

л ю б о г о

элемента кода

( п р е в р а щ е н и е

«1»

в

«О»

и л и

н а о б о р о т ) приводит

к н а р у ш е н и ю п р а в и л а

чет­

ности

и, следовательно,

обнаруживается .