Емкостные преобразователи

Преобразователи активного сопротивления активного сопротивления служат для преобразования механических линейных или угловых перемещений в эквивалентное изменение сопротивления в электрической цепи. Их выполняют в виде переменного сопротивления, подвижный контакт которого перемещается под воздействием входной измеряемой величины. В зависимости от схемы включения называются реостатными и потенциометрическими.

Тензометрические преобразователи В основе работы тензодатчиков лежит тензоэффект. Он заключается в изменении активного сопротивления проводника или полупроводника при их механической деформации. Поэтому их называют тензорезисторами. Характеристикой тензоэффекта материала служит коэффициент тензочувствителъности. В качестве тензорезистивного материала используют сплавы манганин, константан и нихром с малым ткс. Из полупроводников – германий и кремний. Однако, наиболее распространены металлические тензорезисторы. Их разделяют на проволочные и фольговые.

Индуктивные преобразователи являются параметрическими. У них перемещение на входе датчика элемента магнитной цепи вызывает изменение ее магнитного сопротивления . Это приводит к изменению индуктивности обмотки или взаимной индуктивности нескольких обмоток, а также выходной величины в виде электрического тока или напряжения .

Емкостные преобразователи

являются параметрическими. При этом емкость плоского конденсатора, где относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;

диэлектрическая проницаемость  вакуума; - площадь пластины; - толщина диэлектрика.

Пьезоэлектрические  преобразователи ИП являются генераторными. Их работа основана на использовании пьезоэлектрического эффекта. Пьезоэффект заключается в способности некоторых материалов образовывать электрические заряды на поверхности при приложении механической нагрузки. В качестве пьезоэлектриков используют кварц и турмалин, а также поляризованную керамику на основе титаната бария, титаната свинца и цирконата свинца.

Терморезистивные преобразователи ИП являются параметрическими. Их работа основана на свойстве проводников и полупроводников менять свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Из большого числа терморезистивных материалов на практике нашли применение рафинированная медь и платина, обладающие высокой воспроизводимостью сопротивления в интервале рабочих температур и химической стойкостью при эксплуатации.

Термоэлектрические преобразователи Термоэлектрические являются генераторными. Термоэлектрический или термопара состоит из двух разнородных спаянных проводников или полупроводников и . О преобразует контролируемую температуру в ЭДС. Знак и значение термоЭДС в цепи зависят от типа материалов и разности температур в местах спаев. При небольшой разности температур между спаями термоЭДС

Преобразователи напряжения предназначены для обеспечения питанием и информацией элементов АСР, а также для защиты их от высокого напряжения силовой сети. Обычно в качестве такого преобразователя используют однофазный или трехфазный трансформатор напряжения. Трансформатор представляет собой ферромагнитный сердечник из пластин электротехнической стали, на который намотаны первичная и вторичная обмотки с и числом витков изолированного провода. Вторичных обмоток может быть несколько.

Пневматические преобразователи Работа пневматических преобразователей основана на использовании различных эффектов течения газов и давления газов на упругие элементы. Их элементами являются пневматические емкости, дроссели, пневмопроводы, мембраны, сильфоны, пружины и механические рычаги. Каждый элемент предназначен для выполнения одной простейшей операции или функции.

             Тахогенераторы Тахогенераторами ( ) называют небольшие электрические машины, предназначенные для преобразования скорости вращения вала в электрический сигнал. Основным требованием, которые предъявляют к ним, является линейность выходной характеристики. Т.е выходное напряжение должно быть пропорционально скорости вращения вала

Тахогенераторы  постоянного тока является генератором постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов или обмотки с постоянным током. Его конструкция полюс, который для уменьшения потерь выполняется из пластин электротехнической стали; обмотка возбуждения; ротор, с сердечником из пластин электротехнической стали;обмотка ротора; коллектор, набранный из изолированных медных пластин по числу катушек обмотки ротора; щетки; подшипники.

Асинхронные тахогенераторы по сути являются двухфазными асинхронными двигателями с полым немагнитным ротором. Они имеют внешний  и внутренний статоры из пластин электротехнической стали. В их пазах располагают обмотки оси которых смещены в пространстве относительно друг друга на угол 90°. Обмотка Г является обмоткой возбуждения. Ее подключают к сети переменного тока. Обмотку Г называют генераторной. С нее снимают выходное напряжение ТГ.

Синхронные тахогенераторы является явнополюсным синхронным генератором малой мощности. состоит,  сердечник статора из листов электротехнической стали с обмоткой; ротор в виде постоянного магнита на валу; подшипники, в которых вращается вал ротора.. При его вращении ротора со скоростью в обмотке статора ТГ наводится ЭДС

,

Вращающиеся трансформаторы являются небольшие индукционные электрические машины, предназначенные для преобразования угла поворота ротора в выходное напряжение При этом зависимость определена конструкцией вращающиеся трансформаторы и схемой подключения его обмоток.

Сельсины Для реализации синхронной связи в виде синхронного вращения или поворота осей механизмов чаше всего используются сельсины. Сельсины бывают трехфазные или однофазные. Конструктивно они напоминают асинхронный двигатель с фазным ротором или вращающийся трансформатор. Различие состоит в типах обмоток статора и ротора.

Электрические регуляторы Регулирование значительной части технологических процессов осуществляется электрическими регуляторами. С их помощью сравнительно легко можно регулировать температуру, влажность, состав газов, перемещения, упругие деформации и многое другое. Основой электрического регулятора является усилитель У, исполнительный механизм ИМ и обратная связь ОС. В качестве усилителя в электрических регуляторах могут использоваться трехпозиционные релейные усилители, выполненные на базе электромеханических реле или полупроводниковых элементов. Они формируют сигналы «Вперед», «Назад» и «Стоп». Одним из основных параметром усилителя является  коэффициент усиления .

Пневматические  регуляторы. Работа пневматических регуляторов основана на использовании сжатого воздуха. В них сжатый воздух используется как источник энергии и носитель управляющего сигнала. Стандартные законы регулирования в пневматических регуляторах в основном реализуются на базе пневмоусилителей с обратными связями в виде устройства «сопло - заслонка». В таком исполнении обратные связи обладают большим коэффициентом усиления и высокой чувствительностью. Регулятор состоит из датчика Д, пневматического регулирующего устройства ПРУ и пневматического исполнительного механизма ПИМ.

Гидравлические  регуляторы В гидравлических регуляторах носителем сигнала и энергии является жидкость. Поэтому основным их преимуществом является высокая скорость распространения управляющих сигналов и возможность обеспечения больших выходных мощностей при незначительных размерах. Он состоит из сумматора сигналов и гидравлических датчика и задатчика, усилителей давления УД и мощности УМ, а также гидравлического исполнительного механизма ИМ и обратной связи ОС.

Электромагнитные реле В системах автоматики одним из наиболее распространенных элементов является реле. Это устройство под воздействием входного сигнала способно управлять несколькими электрическими цепями и характеризуется следующие основные параметры:

мощность  срабатывания - минимальная электрическая мощность входного сигнала, которая приводит к надежному срабатыванию реле;

мощность  возврата - максимальная электрическая мощность в цепи контактов реле, при которой они надежно работают;

коэффициент возврата ;

время срабатывания - интервал времени от момента поступления входного сигнала до момента начала воздействия реле на управляемую цепь.

Электромагнитные реле постоянного тока Одним из наиболее распространенных в автоматике коммутационных устройств являются электромагнитные реле постоянного тока. Схема такого реле клапанного типа каркас с обмоткой;  ярмо; сердечник; якорь; колодка; нормально замкнутые контакты; нормально разомкнутые контакты; ограничительный штифт.

Электромагнитные реле переменного тока В цепях переменного тока АСР обычно используют реле постоянного тока с выпрямителем или электромагнитные реле переменного тока. Обмотка с переменным током у такого реле вызывает магнитный поток , который притягивает якорь к сердечнику с частотой . Что вызывает вибрацию якорь, износ его оси и обгорание контактов реле. Для устранения вибрации якоря в реле переменного тока используют сердечник с расщеплением и короткозамкнутым витком,

Реле с магнитоуправляемыми контактами Более просто по конструкции электромагнитное реле с магнитоуправляемыми контактами МК. Его основой является герметизированные контакты – герконы. Конструкция геркон; катушка; клеммы катушки; корпус реле; контакты геркона.

Поляризованные электромагнитные реле Иногда для управления направлением движения якоря реле используют постоянные магниты. Такие электромагнитные реле называют поляризованными. Им характерна малая мощность и время срабатывания. Однако в сравнении с нейтральными электромагнитными реле они сложнее по конструкции, имеют большие габаритные размеры, вес и стоимость. В поляризованных реле используют дифференциальную или мостовую схемы магнитных цепей.

Гидравлические  регуляторы В гидравлических регуляторах носителем сигнала и энергии является жидкость. Поэтому основным их преимуществом является высокая скорость распространения управляющих сигналов и возможность обеспечения больших выходных мощностей при незначительных размерах. Он состоит из сумматора сигналов и гидравлических датчика и задатчика, усилителей давления УД и мощности УМ, а также гидравлического исполнительного механизма ИМ и обратной связи ОС.

Тепловые реле Измерительным элементом теплового реле является биметаллический элемент. Он при нагреве изгибается и переводит контактную систему в из одного устойчивого состояния в другое. Биметаллический элемент представляет собой двухслойную пластинку из металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. В результате при нагреве за счет большего удлинения одного из слоев пластина изгибается. Такие реле используют для контроля величины тока в цепи.

Электромагнитные контакторы и магнитные пускатели Для замыкания и размыкания силовых цепей исполнительных механизмов при автоматическом управлении используются мощные электромагнитные реле, которые называют контакторами и магнитными пускателями. Часто контакторы и магнитные пускателями оснащаются токовыми или тепловыми защитами. Контакты реле этих защит включают в цепь электромагнитов. Контакторы выполняют на постоянный и переменный ток. Они могут быть одно- и многополюсными. Обмотка контактора питается от сети напряжением 110 или 220 В. Потребляемая ей мощность составляет 20-30 Вт. Конструкция контактор ярмо; якорь; катушка; возвратная пружина; силовые контакты; блок-контакты. При подаче тока в катушку якорь притягивается к ярму и замыкает силовые контакты  и вспомогательные . Возвратная пружина обеспечивает возврат якоря в исходное положение при обесточивании катушки. Силовые контакты предназначены для коммутации силовых цепей исполнительных механизмов, а блок-контакты используются в цепях управления контактора и автоматики. Число блок-контактов может быть различно, причем они могут быть как размыкающими, так замыкающими.

Автоматические выключатели или автоматы имеют узел элементов защиты и используются для отключения участка сети вручную или при возникновении в нем короткого замыкания или тока перегрузки. Упрощенная конструктивная схема автомата в отключенном состоянии. Коммутируемая электрическая цепь подсоединяется к выводам а и б. Его включают нажатием на кнопку. При этом сочленение рычагов  из нижней «мертвой» точки перемещается в верхнюю «мертвую» точку и фиксируется в ней под действием пружины упираясь в якорь электромагнитного расцепителя. Держатель поворачивается вправо, сжимает пружину и через пружину прижимают подвижный контакт к неподвижному контакту.