Автоматизация технологических процессов в производстве (стр. 25 из 32)

Если такой переключатель не имеет электроконтактов и работает на логическом элементе, то его называют бесконтактным переключателем.

Устройства заменяющие контакты в бесконтактных путевых переключателях.

1)Стальной якорь прикрепленный к подвижному механическому , перемещается над подвижным сердечником. Когда якорь проходит над сердечником индуктивное сопротивление находится на нем , катушке достается максимум R1max

Если при этом использована, например схема электрического моста в одно из плеч которого включена катушка, то мост выходит из состояния равновесия и подается сигнал на включение логического элемента или реле.

2)Подключение параллельно катушки емкости C,можно использовать явление резонанса

тока.

При прохождении якоря мимо сердечника сила тока достигает минимального значения.

Это явление используют для подачи сигнала на логический элемент или реле.

3)Бесконтактный переключатель, срабатывающий по принципу трансформатора.

Когда якорь удален магнитный поток в сердечнике мал и во вторичной катушке незначительная ЭДС.

Когда якорь находится над сердечником поток резко возрастает, возникает большая вторичная ЭДС на логическом элементе или реле подается сигнал.

Рез-й I =Imax-если X1=Xc

Некоторые из выпускаемых в настоящее время

БПП , использующих принцип трансформатора ,работает с погрешностью ,не превышающий 0,01-0,1мм.

Пример бесконтактного путевого переключателя типа БВК- 24

(-) Rвк = 0 Рис. 7-5

Если в колебательном контуре, состоящий из контурной обмотки Wk и конденсатора C , возникнет электромагнитные колебания, то они будут быстро затухать.

Причиной затухания является сопротивление проводов катушки и контура.

Чтобы эти колебания имели постоянную амплитуду, т.е. были незатухающими, в колебательный контур в такт с его колебаниями нужно вносить дополнительные порции энергии.

Для этого периодически кратковременно отпирается транзистор VT и колебательный контур присоединяется к сети постоянного тока I.

Для открывания транзистора используется обмотка положительно обратной связи Wп.с.

Обмотки Wк и Wп.с. должны в один раз цилиндрически ферритного сердечника,

Поэтому изменение тока в обмотке Wк вызывает появление переменной ЭДС в Wп.с.

Когда эта ЭДС создаёт на базе транзистора отрицательную полярность, трансформатор отпирается, в колебательный контур вводится энергия, необходимая для поддержки в нём затухающих колебаний.

Подбором сопротивлений R1 и R2 создают на базе TV напряжение, запирающее трансформатор при отсутствии ЭДС в обмотках Wп.с. Последовательно с Wп.с. включена обмотка с отрицательной связью Wo.c.

Wo.c. Wn.c Wk Она уложена в паз ферритного сердеч-

ника (2),расположенного так что между ним и такимже сердечником (1) остается большой воздушный забор. Изменение силы тока в Wk наводит ЭДС в обмотке Wo.c.

Рис. 7-6

Обмотка включена так что ее ЭДС направлена навстречу ЭДС обмотки Wn.c. и значительно превышает ее по величине.

Это обеспечивается большим числом витков обмотки. В результате совместно действия обеих обмоток на базе транзистора VT отрицательного потенциала не возникает.

Поэтому транзистор остается запертым и в нем не возникает незатухающие колебания.

Если между контактами Wk и Wo.c. ввести алюминиевый экран (3) то индуктивная связь между этими катушками ослабевает и действие обмотки Wo.c. резко уменьшается.

При этом возникает генерация незатухающих колебаний в колебательном контуре, в цепи эмиторн-колекторного транзистора VT появляется пульсирующий I постоянного направления, и кодовое реле включается.

При удалении алюминиевого экрана генерация вновь прекращается.

Частота колебаний (несколько тысяч герц) подбирается параметрами колебательного контура.

Возникновение генерации и ее срыв происходит за 3-4 периода этой частоты. Данная схема упрощенная, реальная схема дополняется элементами, обеспечивающие устойчивую работу при колебаниях температуры окружающей среды (тиристорами, стабилитронами выпрямляют напряжение, конденсаторами).

Путевой переключатель имеет корпус из литого капрона. Данный путевой переключатель целевой, выпускаются аналогичным переключателями торцевого и кругового исполнения. Достоинства: - высокая надежность

- долговечность

- быстродействие

-высокая частота срабатывания

Недостатки: высокая стоимость путевых переключателей для управления большими мощностями.

Контрольные вопросы:

1) Назначение цифро-аналогового преобразователя.

2) Назначение аналого-цифрового преобразователя.

Глава 8 ИНДИКАТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

В системах автоматики часто требуется индицировать данные, для этого применяются индикаторные устройства. Самая простая форма индикаторного устройства – сигнальная лампа. Также вывод данных осуществляется на индикаторы символьного типа, где изображение формируется на светящих катодах газоразрядной лампы с помощью точечных матриц, или на сегментное поле, где символы формируются комбинацией светящихся точек или сегментов.

Индикаторные устройства бывают различных типов:

1. накальные, применяется нить накала, включение которых вызывает свечение;

2. газоразрядные, принцип действия основан на свечении газ-ой смеси под действием эл.поля. Основным компонентом смеси является неон с небольшими добавками аргона и криптона, самые экономичные индикаторы.

3. свето-диодные, в которых используется эффект видимого свечения при прямом перемещении р-п перехода в полупроводниках. Используется фосфид галлия. Получили широкое распространение из-за малой Р потр., небольших размеров и высокой надежности. Изготовляются разных размеров, форм и цветов излучения.

4. жидкокристаллические, принцип действия которых основан на изменении оптических свойств в некоторых жидкостях под действием электрического поля.

5. люминисцентные, используют материал люминофор.

НЕОНОВАЯ ЛАМПА

Рис. 8-1

Прибор состоит из двух электродов, заключенных в стеклянный баллон, наполненный неоном. Представляет собой устройство тлеющего разряда, работающего в режиме аномального катодного падения, ограниченного обязательно резистором. Для тлеющего разряда характерно свечение газа около катода, напоминающего тление горящего угля.

Неоновая лампа применяется для сигнализации при наличии напряжения и его изменениях, а также для возбуждения колебаний в генераторах, не имеющих резонансного контура. Рассмотрим на примерной схеме включение лампы в генераторе.

Эта схема включает накопительный и нелинейный элементы: в качестве накопительного используют конденсатор, нелинейного – неоновая лампа, которая регулирует количество энергии от источника к конденсатору и от конденсатора к нагрузке.

Регулировку можно осуществлять, так как лампа загорается и гаснет при разных значениях напряжения, амплитуда определяется хар-ой неоновой лампы, а частота свойствами схемы и значениями напряжений, при которых лампа загорается и гаснет.

Рассмотрим ВАХ: при определенном значении напряжения равном Uвозник. возникает разряд в лампе, при котором ток скачком возрастает. При увеличении напряжения увеличивается плотность тока на катоде и усиливается яркость свечения. При уменьшении напряжения, ток скачком падает до 0, а напряжение до значка Uпрекращ. разряда. Во всех газоразрядных лампах Uвозн. больше Uпрекр., это объясняется следующим явлением: разряд возникает в лампе в газе не насыщенном ионами, а прекращается разряд в ионированном газе.

При подаче напряжения конденсатор заряжается до Uвозник. В момент, когда напряжение на конденсаторе равно Uвозн., в лампе возникает тлеющий разряд и сопротивление неоновой лампы понижается, следовательно, конденсатор разряжается до Uпрекращ. разряда. В итоге получается процесс медленного заряда и быстрого разряда. На нагрузке напряжение имеет тоже переменное значение.

ТРЕХЭЛЕКТРОДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ЛАМПА

Имеет анод и два катода: индикаторный и вспомогательный, расположенные внутри анода.

Через купол баллона свечение газа видно только около индикаторного катода, так как вспомогательный катод закрыт анодом. Индикаторный катод подключен к минусу источника через резистор, а вспомогательный катод непосредственно, если подаем анодное напряжение, то свечение будет только на вспомогательном катоде, для получения свечения на индикаторном катоде, необходимо подать дополнительное управляющее напряжение на резистор полярностью такой же, как и напряжение анодное, чтобы напряжения суммировались. Тогда напряжение на индикаторном катоде будет больше чем на вспомогательном катоде, и свечение перебрасывается на индикаторный катод, соответственно его видно.

ЗНАКОВЫЕ ИНДИКАТОРЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА

Цифровой Сегментный Условно-графическое изображение

Рис. 8-3

Баллон заполнен неоном, в цифр.индикаторе катод выполнен из проволоки в виде цифр, расположенных друг над другом. При подаче U между анодом и определенным катодом возникает разряд и соответственно возникает свечение газа около катода. Толщина линий свечения составляет 1-2 мм оранжево-красного цвета. Анод обычно выполнен из проволочной сетки. В сегментном индикаторе свечение знака получаем с помощью определённой комбинации сегментов.