Файл: Гинзбург, И. Б. Автоматическое регулирование и регуляторы в промышленности строительных материалов учебник.pdf

Индукционные и реостатные датчики подсоединяются к клем­ мам 31—32—33, 34—35—36, 37—38—39, причем средний вывод датчика подсоединяется соответственно к клеммам 32, 35, 38. Дифференциально-трансформаторные датчики питаются напря­ жением 12 В переменного тока с клемм 31—33, 34—36, 37—39, вторичные обмотки этих датчиков подсоединяются соответст­ венно к клеммам 32—23, 35—26, 38—27. Каждый датчик, следо­ вательно, образует с соответствующей обмоткой трансформатора Трі мост переменного тока. В диагонали этих мостов включены потенциометры «чувствительность» (Rai, R&2,Rse) ■Каждый потен­ циометр шунтирован емкостью (С57, Css, C5g) для уменьшения угла сдвига фаз между напряжением питания блока и выходным напряжением датчика. Напряжения с каждого потенциометра последовательно суммируются с учетом направления действия датчиков. Изменение направления действия датчика в случае не­ обходимости достигается переключением крайних концов (31, 33, 34 и 36, 37 и 39) на клеммах измерительного блока прибора.

Для балансировки измерительной схемы предусмотрен вспо­ могательный мост, питающийся от отдельной обмотки трансфор­ матора (IV) Трі и состоящий из потенциометра Rao (корректора) и выносного задатчика, с помощью которого вручную можно менять заданное значение регулируемой величины. Цена деле­ ния и диапазон действия задатчика и корректора определяются положением движка потенциометра Ra5 «чувствительность задат­ чика», включенного в диагональ моста. Выходной сигнал этого моста включен последовательно с сигналом измерительной схемы. Изменяя величину и фазу этого сигнала путем поворота движков задатчика или корректора, можно смещать характе­ ристику сигнала измерительной схемы.

На рис. 41, а дана эквивалентная схема измерительного блока, а на рис. 41, б, в, г — примеры, поясняющие действие схемы при подключении двух датчиков. На рис. 41, б сигналы, снимаемые с резисторов Rai и Ra2, равны и противоположны. Вспомогательный мост сбалансирован, т. е. напряжение на ре­

равны и противоположны, но напряжение на резисторе Ra5 не равно нулю (движок задатчика сдвинут вправо). На клеммах Д—Е появится результирующий сигнал, в данном случае рав­ ный сигналу на резисторе Ra5.

На рис. 41, г сигналы, снимаемые с резисторов Ra1 и Ra2, противоположны, но не равны, сигнал на резисторе Raa Отличен от нуля (движок задатчика сдвинут вправо). На клеммах Д —Е появится результирующий сигнал, в данном случае суммирую­ щий сигналы с резисторов Rai, Ra2 и Raa с учетом знака. Схема

67

этого трансформатора нагружена фазочувствительным усили­ тельным каскадом, выполненным на транзисторе 7Y Назначе­ ние этого каскада — предварительное усиление сигнала разба­ ланса с одновременной его демодуляцией.

Чтобы предотвращать частые срабатывания регулятора при пульсации регулируемого параметра, на выходе каскада пре­ дусмотрен демпфер (емкость С52 и потенциометр Rw). Кроме того, пульсация выходного напряжения гасится фильтром, обра­ зованным емкостью С51 и резистором R76 (см. рис.40). Выход из­ мерительного блока (клеммы 24—25 на рис. 40) соединен со входом электронного блока.

Рис. 41. Примеры, поясняющие действие схемы

а — эквивалентная схема; б, в, г — примеры

В том случае, когда на регулятор необходимо подключить сигналы четырех датчиков, применяется измерительный блок типа И-ІѴ-62 (рис. 42). Каждая из обмоток V и VI трансформа­ тора Трі служит для питания двух датчиков. Соответственно в измерительном блоке находятся четыре потенциометра «чув­ ствительность» (R&i—Rsi), каждый из которых шунтирован ем­ костями (С57—Сбо). Индукционные и реостатные датчики под­ ключаются на клеммы 31—32—33, 31—35—33, 37—38—39, 37— 36—39, причем средний вывод датчиков подключается соответ­ ственно к клеммам 32, 35, 38, 36. Дифференциальные датчики получают питание 12 В переменного тока с клемм 31—33, 37^-39 (от каждой пары клемм получают питание одновременно 2 дат­ чика). Вторичные обмотки дифференциальных датчиков подклю­ чаются соответственно к клеммам 32—23, 35—23, 38—27, 36—27.

В остальном принципиальная схема измерительного блока И-ІѴ-62 ничем не отличается от принципиальной схемы И-ІІІ-62.

69

Если в качестве датчиков используются термопары, то при­ меняются измерительные блоки типа И-Т-62. Принципиальная схема такого блока (до трансформатора Тр2) дана на рис. 43.

В измерительном блоке компенсируется э. д. с. термопары ТП, которая подключается к регулирующему прибору через коробку холодных спаев КХС. При заданном значении температуры э. д. с. термопары компенсируется напряжением постоянного тока, получаемым в диагонали моста, который состоит из задат-

Задатчин

чика, резисторов Rsi—Д57 и RM. Резистор RM размещается в ко­ робке холодных спаев. Резисторы Д52 и R53 расположены на лицевой панели измерительного блока и являются сменными. Их величина определяет диапазон температур, в котором может работать данный измерительный блок.

Потенциометр Ru служит нуль-корректором измерительной схемы. Резистор Rsi определяет диапазон действия задатчика.

Стабилизированное напряжение э. д. с. термопары снима­ ется с диагонали моста, образованного резисторами Res—Reo и кремниевым стабилитроном До- Питание моста осуществляется от обмотки трансформатора Тр\ через диод ß 5. Резистор Reo ог­ раничивает ток заряда емкости С53. Медное сопротивление Re3 компенсирует влияние температурного дрейфа напряжения на стабилитроне Де­

то

Потенциометром Rei и резистором Rez устанавливается необ­ ходимое для работы моста напряжение. Наводки на линию от термопары до магнитного усилителя МУ фильтруются дроссе­ лем Др и емкостью С55. При отклонении регулируемой темпера­ туры от заданного значения на выходе моста появляется про­ порциональное этому отклонению напряжение постоянного тока (сигнал разбаланса схемы), полярность которого зависит от на­ правления отклонения.

Сигнал разбаланса измерительной схемы снимается с ем­ кости Съъ и усиливается с одновременной модуляцией магнит­ ным усилителем МУ, собранным на двух кольцевых магнитопроводах. Для питания обмотки МУ служит источник напряжения, состоящий из обмотки IV Трі и стабилитронов Д4 и Д ь, включен­ ных последовательно. В этом напряжении содержатся постоян­ ная и переменная составляющие. Поэтому обмотка каждого из магнитопроводов совмещает в себе функции первичной обмотки и обмотки подмагничивания. Эти обмотки вместе с корректором МУ R66 включены последовательно. Резисторы Re5, ^'es и коррек­ тор Ree предназначены для балансировки МУ. Потенциометром R&7 устанавливается ток в обмотках магнитопроводов.

Вторичная обмотка МУ, охватывающая оба магнитопровода, совмещает функции сигнальной и выходной обмоток.

Резистор Rei позволяет регулировать коэффициент усиления МУ\ емкость Сы является резонансной для частоты 50 Гц. Нап­ ряжение переменного тока подается с выходной обмотки МУ на вход трансформатора Тр2, который соединен с фазочувствитель­ ным усилительным каскадом.

При заданном значении регулируемой температуры напряже­ ние на выходе моста устанавливается равным нулю. ,При откло­ нении регулируемой температуры от заданного значения на вы­ ходе моста появляется пропорциональное этому отклонению нап­ ряжение постоянного тока, полярность которого зависит от направления отклонения.

Если в качестве датчиков системы регулирования одновре­ менно используются и термопары и индукционные, дифферен­ циальные или реостатные датчики, то для этой цели исполь­ зуются измерительные блоки типа И-Т2-62 (рис. 44).*

Схема измерительного блока И-Т2-62 отличается от схемы И-Т-62 включением последовательно с выходом измерительной части от термопар сигнала напряжения от датчиков переменного тока. Суммарный сигнал напряжения постоянного тока усили­ вается МУ и фазочувствительным каскадом на транзисторе. Для датчиков, работающих на переменном токе, предусмотрены

* Здесь и далее рассматриваются те части схемы измерительных блоков, которые имеют принципиальные отличия (до трансформатора Трг). Оставша­

71

Задатчик

Задатчик

Рис. 45. Принципиальная электрическая схема сравнения и преобразования сигналов измерительного блока И-С-62

две обмотки VI и VII Три два потенциометра «чувствительность» ^8і и і?82, шунтированных емкостями С57 и С58.

По принципу работы измерительная схема с датчиками пе­ ременного тока аналогична таковой в блоке И-ІІІ-62. Для ба­ лансировки сигнального напряжения переменного тока предус­ мотрен мост, образованный обмоткой ѴТрі и потенциометром «Корректор И». Суммарное напряжение демодулируется тран­ зистором Г2, опорное напряжение которого снимается с той же обмотки ѴТрі и.фильтруется емкостью С56. Последняя представ­ ляет собой два электролитических конденсатора, соединенных последовательно для работы на разнополярном напряжении. Резистор Rm задает ток базе транзистора Т2. Напряжение на резистор Rio подается последовательно с выходом измеритель­ ного устройства для термопар на вход МУ.

Для работы с одним термометром сопротивления предназ­ начен блок И-С-62 (рис. 45). Измерительное устройство пред­ ставляет собой мост переменного тока, выход которого подклю­ чен к фазочувствительному усилителю. Мост переменного тока состоит из термометра сопротивления ТС, измеряющего темпе­ ратуру в регулируемой точке, и резисторов Rie', Ri&, Rw.

В противоположные вершины моста переменного тока вклю­ чены соответственно задатчик с шунтом Rn и корректор Rs1 с" шунтом /?8оПитание моста осуществляется от потенциометра «чувствительность» Ra2 , который подключен к обмотке транс­ форматора Тр\.

Схема измерительного устройства выполнена таким образом, что при заданных значениях регулируемой температуры напря­ жение на его выходе равно нулю. При отклонении регулируемой температуры от заданного значения на выходе моста (клеммы Д —Е) появляется пропорциональное этому отклонению напря­ жение, фаза которого зависит от направления отклонения.

Грубая настройка моста на заданное значение регулируемой температуры производится сменным резистором Ru, величина которого должна быть равна величине сопротивления термо­ метра сопротивления при заданном значении регулируемой тем­ пературы. Точная настройка измерительного моста на заданное значение регулируемой температуры осуществляется корректо­ ром Rsi.

Чувствительность моста изменяется с помощью потенцио­ метра Rs2. Задатчик предназначен для изменения вручную за­ данного значения регулируемой температуры. Сменный резистор Rn, шунтируя задатчик, изменяет цену его деления.

Поясним теперь характер работы фазочувствительного уси­ лителя, для чего упростим схему измерительного блока по срав­ нению с полной схемой, приведенной на рис. 40. Такая схема представлена на рис. 46. Сигнал рассогласования ѴВх между мос­ тами датчика Д и задатчика 3d с помощью трансформатора Тр2 подается на вход фазочувствительного усилителя. Питание

73