книги / Электрооборудование электровакуумного производства

усиливается усилителем 6 и через катодный повторитель поступает на выходные гнезда. Изменение диапазонов генерируемых частот в пределах от 5 до 5000 и от 5000 до 10 000 Гц осуществляется перестройкой генератора переменной частоты 4. Для получения ча­ стот в диапазоне от 5000 до 10 000 Гц частота генератора 1 устанав­ ливается равной 35 кГц. Общее изменение частот осуществляется по логарифмическому закону благодаря специальной форме пластин ро­ тора конденсатора переменной емкости в контуре генератора пере­ менной частоты 4. Генератор фиксированной частоты 1 выполнен по схеме с индуктивной обратной связью. Контур настроен на частоту 35 кГц, однако с помощью переключателя в контур дополнительно могут быть подключены конденсаторы, которые обеспечивают на­ стройку контура на 30 кГц. Усилитель-регулятор 2 собран по схеме

блок развертки частоты; В — аттенюатор; 9 — интегратор;

резонансного усилителя и выполняет две функции; служит буферным каскадом между генератором фиксированной частоты и смесителем; является регулятором АРУ.

Регулятор АРУ должен обладать большим динамическим диапа­ зоном регулирования, иметь минимальные искажения выходного сигнала. Это определяет жесткие требования к регулятору. В каче­ стве регулируемых элементов обычно используются транзисторы, по­ лупроводниковые диоды, лампы. В отдельных случаях применяются авторегуляторы с электромеханической регулировкой. Однако область их применения ограничена из-за большой инерционности.

Способ регулирования основан на изменении крутизны характе­ ристики, входной н выходной проводимости при изменении режима лампы или полупроводникового прибора. Поскольку работа авторегу­ лятора принципиально связана с использованием нелинейных участ­ ков характеристики элемента, то важной задачей является ликвида­ ция влияния нелинейных искажений. Когда регулятором является апериодический каскад, у которого изменение коэффициента переда­ чи связано с изменением режима каскада по постоянному току, то переходный процесс будет сопровождаться выбросом, который в свою

301

очередь приведет к выбросу уровня вибрации иа вибростеиде. Это объясняет тот факт, что в данном генераторе регулятором является резонансный усилитель, от которого выходное напряжение подается на смеситель. Сигнал, подаваемый иа смеситель, пропорционально меняет напряжение на выходе генератора прибора управления.

Незначительные нелинейные искажения поступающего на смеси­ тель сигнала определяются резонансными свойствами нагрузочных контуров усилителя высокой частоты. Вместе с тем в резонансном каскаде изменение постоянной составляющей анодного тока не соз­ дает заметного падения напряжения иа нагрузке. Это объясняется тем, что активное сопротивление резонансного контура по постоян­ ному току крайне мало.

Смеситель 3 генератора выполнен на половине лампового двой­ ного триода, а для выравнивания выходного напряжения в диапазо­ нах частот генератора (5—5000 и 5—10 000 Гц) служат два установ­ ленных в схеме резистора.

Генератор переменной частоты 4 выполнен по схеме с индуктив­ ной обратной связью. Напряжение иа смеситель поступает с буфер­ ного каскада, выполненного по схеме резистивного усилителя. Форма напряжения на выходе каскада может отличаться от синусоидальной, что ие ведет к повышению нелинейных искажений выходного напря­ жения системы, так как синусоидальное напряжение, поступающее на второй вход смесителя с регулятора АРУ, имеет минимальный коэффициент нелинейных искажений.

Фильтр нижних частот 5 выполнен по четырехкоитурной схеме с внутренними емкостными связями. Стабильность работы фильтра и добротность контуров достигаются применением ферритовых сер­ дечников и слюдяных конденсаторов, причем вся схема фильтра закрыта металлическим экраном.

Выходной усилитель 6, предназначенный для увеличения уровня напряжения и мощности сигнала, поступающего с фильтра нижних частот, состоит из усилителя напряжения и катодного повторителя.

Блок развертки частоты 7 генератора, предназначенный для автоматической развертки частоты, состоит из конденсатора перемен­ ной емкости и асинхронного электродвигателя. Привод двигателя обеспечивает изменение частоты вращения конденсатора и необхо­ димую коммутацию. Скорость развертки частоты изменяется за счет изменения скорости вращения ротора конденсатора переменной емко­ сти, соединенного с валом асинхронного двигателя. Скорость враще­ ния вала двигателя в свою очередь варьируется за счет изменения постоянного тока подмагничивания обмоток двигателя.

Измеритель параметров вибрации, входящий в состав прибора управления, служит для измерения ускорений в пределах от 1 до 2500 м/с2, перемещений в пределах от 1 до 25 мм и подачи напря­ жения (на вход канала АРУ), пропорционального измеряемой вели­ чине ypoiBHH вибрации.

Измерения осуществляются по следующим двум каналам: кана­ лу измерения ускорений н каналу измерения перемещений. Первый состоит из входного аттенюатора (устройства, определяющего диа­ пазон ускорений), двух усилителей напряжения и измерительного прибора Второй канал состоит из двух интеграторов, двух усилите­ лей и измерительного прибора. Интеграторы второго канала преоб­ разуют пропорциональный ускорению сигнал в сигнал, пропорцио­ нальный перемещению. Аттенюатор 8 не только определяет, ио и поддерживает ускорение. Аттенюатор и первый интегратор 9, опре-

302

Д е л я ш ш й д и ап азо н изм ерения и п о д д ер ж ан и я перем ещ ени й, Пред*

ставлйют собой интегрирующие пассивные ЯС-цепи.

Для нормальной работы измерителя и канала АРУ необходимо обеспечить напряжение 10 В. С этой целью, т. е. для увеличения уровня сигнала, идущего с вибропреобразовательного устройства, в схеме установлены усилители 10 и 12. Они собраны по двухкас­ кадной схеме с отрицательными обратными связями, обеспечивающи­ ми стабилизацию коэффициента усиления и режима. Блок автомати­ ческого регулирования уровня вибрации 13 предназначен для автоматического поддержания уровня вибрации, необходимость в кото­ ром обусловлена неравномерностью частотных характеристик усили­ теля мощности и вибростенда и механическим резонансом стола виб­ ростенда и испытуемого изделия.

Источник питания 14 имеет выходные напряжения: +200, 44260, +150, —6,3, —12 и —27 В. Стабилизированное напряжение +200 В нужно для питания анодных цепей всего прибора управления, а на­ пряжение + 150 В — для питания цепей генератора постоянной и пе­ ременной частоты. Напряжением —6,3 В питаются цепи накала ламп прибора управления (постоянным током), напряжение —27 В питает цепи реле прибора управления и электромагнитных муфт блока раз­ вертки.

Схема источника питания —12 В показана на рис. 3-34. Он предназначен для питания вибропреобразовательного устройства и представляет собой однополупериодный выпрямитель на диоде Д\ и двухкаскадный параметрический стабилизатор на стабилитронах Д% Дз и Д4. Аналогичная схема рассмотрена в § 1-6 (см. рис. 1-37,в).

3-4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

К Л И М А Т И Ч Е С К И Е И С П Ы ТА Н И Я Э Л Е К Т Р О В А К У У М Н Ы Х П Р И Б О Р О В И ИХ Н А З Н А Ч Е Н И Е

В процессе эксплуатации электровакуумные приборы подвергаются различным воздействиям, вызванным из­ менениями погоды.

303

Конструкция й технологические особенности изготов­ ления электровакуумных приборов должны обеспечивать их должную работу в различных погодных условиях. Эти условия определяются следующими факторами: темпера­ турой окружающей среды, влажностью, атмосферным давлением, осадками, силой ветра. На формирование этих факторов на той или иной территории рказывают влияние циркуляции атмосферы, радиационный режим, географические особенности и т. п.

Поскольку электровакуумные приборы используются в аппаратуре, работающей в различных условиях — при высокой и низкой температуре, в сухой атмосфере и в воде и т. д., то и виды испытаний на воздействие кли­ матических условий разнообразны. Целью климатиче­ ских испытаний является определение способности элек­ тровакуумных приборов устойчиво выполнять свои функ­ ции и сохранять электрические параметры в соответствии с техническими условиями при воздействии различ­ ных климатических факторов. Вместе с тем климатиче­ ские испытания помогают выявить конструктивные не­ достатки электровакуумных приборов и недостатки тех­ нологических процессов их изготовления. Для наиболее полного выявления этих факторов климатические испы­ тания проводят в течение различных периодов времени, прибегая зачастую к комбинированному воздействию на испытуемые приборы. Электровакуумные приборы под­ вергают разнообразным видам испытаний, при этом наи­ более распространенными являются испытания на тепло­ устойчивость при длительном и кратковременном

сферного давления; на воздействие солнечной радиации, морского тумана, на пылеустойчивость, воздействие дож­ дя и гидростатического давления.

Последовательное проведение испытаний того или иного вида часто не позволяет правильно оценить буду­ щую работу прибора в конкретных климатических усло­ виях. Поэтому более широко применяются параллельные и комбинированные испытания, когда на электровакуум­ ный прибор воздействует сразу несколько климатических факторов (например, влага и высокая температура) или прибор подвергается одновременно и атмосферным и

304

Механическим воздействиям. Здесь важно подобрав

такое сочетание испытывающих факторов, которое максимально приближало бы условия испытаний к усло­ виям реальной эксплуатации приборов в наиболее слож­ ных режимах работы. Практика эксплуатации приборов позволила выработать определенные режимы и опреде­ ленную последовательность проведения испытаний в за­ висимости от предстоящих условий работы. Так, если электровакуумные приборы предназначены для эксплуа­ тации в условиях тропического климата, то рекоменду­ ется следующая последовательность их испытаний: 1) теплоустойчивость; 2) влагоустойчивость; 3) холодо­ устойчивость; 4) пониженное атмосферное давление; 5) солнечная радиация; 6) морской туман.

Т Е Р М О В Л А Г О К А М Е Р А

При проектировании оборудования для климатиче­ ских испытаний стремятся создавать универсальные

1'еЛьноЙ камере 1 обеспечивает безынерционный нагрёб ватель 2. Вентилятор 3 служит для перемешивания воз­ духа. Это обеспечивает равномерность распределения температуры в камере 1. Для получения в камере тем­ пературы ниже температуры окружающей среды в объ­ еме камеры установлен калорифер 4, через который в необходимых случаях пропускается охлажденная вода.

Для увлажнения воздуха в испытательной камере служит испаритель влаги 5, подогреваемый нагрева­ телем 6.

Через испаритель циркулирует воздух камеры по специальным воздуховодам. Это обеспечивает венти­ лятор 7.

~ 220В

Рис. 3-36. С хем а автоматического регулирования температуры с помощью контактных термометров.

306

с тем и температуры), при котором произойдет электри­ ческое замыкание контактов.

Автоматическое регулирование температуры обеспе­ чивается отключением или подключением нагреватель­ ных элементов Я и электродвигателя вентилятора ЭД в зависимости от температуры в камере по командам, поступающим от контактных термометров. При этом на­ гревательные элементы могут быть включены полностью или частично.

При включении главного выключателя В\ происхо­ дит включение вспомогательного источника СВ, предна­ значенного для питания цепи управления, куда входят контактные термометры (KTi и КТ2) и промежуточные реле (Pi и Р2). Так как температура в камере ниже за­ данной, то цепь управления разомкнута (контакты КТ\, КТ2) и оба промежуточных реле выключены. Это при­ водит к включению через контакт Р н главного контак­ тора Ки включающего 75% нагревателей, и дает возмож­ ность включить электродвигатель вентилятора ЭД вы­ ключателем В2. Одновременно через контакт Р2~\ проис­ ходит включение вспомогательного контактора К2, включающего 25% нагревателей. В объеме камеры начи­ наются нагревание воздуха и подача паров воды. При до­ стижении в камере температуры, равной установленной на контактном термометре КТ\ (КТ2), происходит сра­ батывание промежуточного реле Pi (Р2) . Промежуточное реле Р\ отключает всю схему нагревателей вместе с элек­ тродвигателем. Промежуточное реле Р2 отключает лишь 25% нагревателей. Это позволяет, устанавливая контакт КТ2 на более низкую температуру, чем контакт КТи плавно подходить к заданной рабочей температуре в ка­ мере и уменьшать температурный разброс в рабочей точке за счет тепловой инерции нагревателей.

При снижении температуры в камере ниже установ­ ленного значения размыкаются контакты термометра КТ\ и процесс нагрева повторяется. Если температура при остывании камеры не достигнет значения, установ­ ленного на контакте термометра КТ2 (окажется выше этого значения), то 25% нагревателей не участвуют в дальнейшей работе.

Применяемые ртутные контактные термометры имеют ряд недостатков, главными из которых являются невы­ сокая точность измерений при нестабильности показаний и термическая инерционность. Это ограничивает приме­

308

нение ртутных термометров и при. необходимости высо­ коточных измерений в условиях быстрых изменений тем­ пературных режимов вынуждает применять более доро­ гие, но более точные приборы для измерения температур. К ним относятся, в частности, термопарные и терморези­ сторные схемы измерения температур.

И З М Е Р Е Н И Е Т Е М П Е Р А Т У Р Ы К А М Е Р С П О М О Щ Ь Ю Т Е Р М О П А Р И Т Е Р М О Р Е З И С Т О Р О В

Схема термопарного измерения температур приведе­ на на рис. 3-37. Термопара, как известно, представляет собой замкнутую электрическую цепь, образованную двумя проводниками из различных материалов. Одна пара спаянных концов про­ водников помещается в тер­ мокамеру (так называемый «горячий спай» 1), другая— в сосуд Дьюара 7 с постоян­ ной нулевой температурой («холодный спай» 2). Из-за разности температур возни­

спае» постоянна. Измерение термо-э. д. с. или термотока производится с помощью прибора 6; параллельно при­ бору (или вместо прибора) подключается схема автома­ тического регулирования температуры. При этом цепи индикации температуры в разных точках постоянно под­ ключены к цепи управления или подключаются перио­ дически переключателем 5. Аналогичная схема рассмот­ рена в § 2-1 (см. рис. 2-7).

Способность специальных полупроводниковых мате­ риалов менять электрическое сопротивление при изме­ нении температуры окружающей среды используется при автоматическом регулировании температуры установок климатических испытаний электровакуумных приборов. Широкое применение терморезисторов объясняется их высокой чувствительностью к колебанию температур.

Мостовая схема измерения температур в испытатель­ ных камерах с помощью терморезисторов показана на

309

Рис. 3-38. Схема измерения температур с помощью терморезисторов.

рис. 3-38. Термодатчик включается в одно из плеч моста. Тумблером В 1 схема измерения подключается к ре­ зистору Rt (для установки нуля) или к какому-либо тер­ морезистору. Выбор терморезистора осуществляется пе­

реключателем В2.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

Т а б л и ц а П-1

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований

310