1081

электромагнитные датчики начинают широко применятся в коммерческих системах учета при Ду < 200 мм и ультразвуковые датчики расхода при Ду > 300 мм.

Предпочтительнее использовать расходомеры, имеющие цифровой выход на последовательный интерфейс RS-485, что позволяет осуществить сбор информации сразу на станцию оператора (диспетчера), минуя концентраторы и УСПД.

Вперспективе расходомеры будут иметь возможность выхода

ина полевую шину.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Сравните по точностным показателям и диапазону применения различные расходомеры: объемные, переменного уровня, обтекания, переменного перепада давления, тахометрические, вихревые, электромагнитные, ультразвуковые.

2.Достоинства и недостатки различных расходомеров:

–тахометрических;

–на основе сужающих устройств и дифманометров;

–ротаметров;

–электромагнитных расходомеров;

–ультразвуковых расходомеров на основе эффекта Доплера и корреляционных.

3.Особенности построения расходомеров с вычислением массы (счетчики газа) или вычислением теплоты (теплосчетчики).

4.Особенности измерения расхода для вязких и сыпучих сред, для стоков с незаполненным коллектором.

5.Назовите фирмы, выпускающие промышленные средства измерения расхода.

6.Каковы тенденции развития средств измерения расхода для современных микропроцессорных систем автоматизации?

348

10. ИЗМЕРЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, СКОРОСТИ, УСКОРЕНИЯ

10.1. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ДАТЧИКИ УГЛА ПОВОРОТА

При проектировании систем автоматического управления весьма часто должна решаться задача преобразования углов поворота контролируемых объектов в электрические сигналы. Например, одним из важных элементов следящего электропривода для станков с ЧПУ и роботов является датчик перемещений или, как принято его называть, преобразователь измерительный круговых или линейных перемещений (сокращенно ПИКП и ПИЛП).

Преобразователь механических перемещений вырабатывает периодические сигналы (изменение амплитуды, фазы синусоидального сигнала или числа импульсов), пропорциональные пройденному им пути. Далее эти сигналы обрабатываются, поступая в блоки предварительного усиления, формирования, интерполяции и индикации; эти блоки образуют отсчетно-измерительную систему.

Взависимости от измеряемой величины перемещения преобразователи делятся на узкопредельные и широкопредельные. Узкопредельными принято называть преобразователи, ведущие отсчет в пределах одного периода выходного сигнала, что может соответствовать перемещению от одного до нескольких миллиметров или угловых градусов. Чаще всего, в том числе в станках с ЧПУ и роботах, применяют широкопредельные преобразователи, диапазон измерения которых существенно больше или просто неограничен.

Взависимости от принципа действия широкопредельные преобразователи делятся на емкостные, магнитные, индуктивные и фотоэлектрические.

Емкостные преобразователи, достаточно простые в конструктив- но-технологическом исполнении, нашли ограниченное применение (в шлифовальных станках) из-за трудности преобразования выходных сигналов в стандартный ряд сигналов для систем автоматизации.

349

Поэтому они применяются главным образом для измерения величин порядка нескольких микрон.

Носителем информации магнитных преобразователей является магнитное поле, периодически повторяющееся с определенным шагом на образцовой мере. Для магнитных преобразователей линейных перемещений образцовой мерой может быть лента или пруток из специального состава ферромагнитных материалов. При перемещении магнитной меры информация переносится на две магнитные головки. Форма выходных сигналов синусоидальная. В конструктивном отношении магнитные преобразователи просты, но технология изготовления образцовой меры достаточно сложна. Этим объясняется их невысокая точность до 5 мкм/м.

Индуктивные (электромашинные) преобразователи могут быть роторными, винтозубчатыми и индуктосинами. К роторным относятся сельсины, редуктосины и вращающиеся трансформаторы. К 1985 г. этот вид преобразователей нашел наиболее широкое применение. Эти датчики вытеснили потенциометрические, емкостные, растровые, герконовые и подобные им, превосходя их по ряду показателей: надежности, точности, устойчивости к механическим и климатическим воздействиям, удобству сопряжения с электронной преобразовательной аппаратурой.

В винтозубчатом преобразователе основной мерой служат зубчатая рейка, винт или специальная шестерня. Индуктивные головки, формирующие на выходе фазочувствительный высокочастотный синусоидальный сигнал, достаточно сложны по конструкции.

Индуктосины могут быть линейными и круговыми; по конструкции они существенно проще винтозубчатых преобразователей.

Различные типы электромашинных датчиков угла объединяет принцип их действия. По сути дела, все они являются поворотными (вращающимися) трансформаторами (ВТ), имеющими статор и ротор, первичные и вторичные обмотки, взаимная индуктивность которых является функцией угла поворота ротора, связанного с контролируемым объектом. Тем не менее существенные отличия в конструктивном исполнении различных электромашинных датчиков обусловили их деление на четыре типа – ВТ, индуктосины, редуктосины и сельсины.

350