Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Февраля 2012 в 09:17, реферат
Реостатным преобразователем называется реостат, движок которого перемещается в соответствии со значением измеряемой неэлектрической величины. Таким образом, естественной входной величиной реостатных преобразователей является перемещение движка, которое может быть либо линейным, либо угловым.
Реостатные преобразователи
Реостатным преобразователем называется реостат, движок которого перемещается в соответствии со значением измеряемой неэлектрической величины. Таким образом, естественной входной величиной реостатных преобразователей является перемещение движка, которое может быть либо линейным, либо угловым.
Выходной величиной реостатных преобразователей является активное сопротивление, распределенное линейно или по некоторому закону перемещения движка. Конструктивно реостатные преобразователи выполняются как проводом, намотанным иа каркас, так и реохордного типа.
В особо ответственных случаях применяют проволоку из сплавов платины с иридием, палладием или рутением. Каркас преобразователя изготовляется из текстолита, стеклотекстолита или пластмассы; применяются также каркасы из алюминиевых сплавов, покрытых изоляционным лаком или оксидной пленкой. Последние более термоустойчивы, что позволяет повысить плотность тока в обмотке и тем самым повысить чувствительность преобразователя.
Формы каркасов весьма разнообразны: они могут быть выполнены в виде плоской или цилиндрической пластины, плоского или цилиндрического кольца, плоского сегмента и т. д. Величина реактивного сопротивления реостатных преобразователей весьма мала; поэтому ее можно не принимать во внимание до частот порядка нескольких десятков тысяч герц.
Аналогично контактным реостатные преобразователи являются ступенчатыми (за исключением преобразователей реохордного типа), поскольку непрерывному изменению измеряемой величины соответствует ступенчатое изменение сопротивления, равное величине сопротивления одного витка. Это обстоятельство вызывает определенную погрешность измерения, которая уменьшается с увеличением числа витков преобразователя на единицу измеряемой величины, вследствие чего общее число витков преобразователя обычно выбирают не менее 100-200.
Недостатком первых трех схем является нелинейная зависимость тока от перемещения движка. В основе работы тензорезисторов лежит свойство материалов изменять свое электрическое сопротивление под действием приложенной к ним силы. Широкому применению тензорезисторов способствуют в первую очередь их малые размеры и вес, возможность измерения как статических, так и динамических деформаций п т. Д. В настоящее время имеют распространение проволочные, фольговые и полупроводниковые тензорезисторы. Проволочные тензорезисторы.
В наиболее простом случае проволочные тензорезисторы представляют собой отрезок проволоки, концы которого (или весь отрезок) жестко закрепляются с помощью клея пли цемента на упруго деформируемой детали. Сжатие или растяжение детали вызывает пропорциональное растяжение или сжатие проволоки, в результате чего изменяются ее длина, поперечное сечение п удельное сопротивление, что в конечном счете приводит к изменению электрического сопротивления проволоки.
Конструктивно проволочные тензосопротивления представляют собой спираль (решетку), состоящую из нескольких петель (витков) проволоки, наклеенных на тонкую бумажную или лаковую (пленочную) основу. Сверху решетка также закрыта тонкой бумагой или пленкой.
Для пленочной основы используются бакелитовый лак, клей БФ-2 и специальные композиции. Резисторы, изготовленные на пленке из клея БФ, работоспособны при температурах от 40 до +70° С, а на бакелитовом лаке до 200° С. Для измерений при более высоких температурах используются высокотемпературные датчики, приклеиваемые на клеях В-58, ВН-15 (до 400° С) или цементах Б-56, ВН-12 (до 800° С) и др.
Обозначение теизорезистора: первая буква (П) указывает на то, что решетка выполнена из проволоки; материал тензорешетки представлен второй буквой (К константен); третья буква определяет основу (Б бумажная, П пленочная); далее следуют величина базы и номинальное сопротивление. Коэффициент тензочувствительности указанных в таблице тензорезисторов равен 2±0,2. Номинальный рабочий ток при наклейке на металлические детали составляет 30 ма. Максимальные допустимые относительные деформации не превышают 0,003 (т. е. 0,3%).
Температурный коэффициент сопротивления константановой проволоки составляет ±50 - 10-в 1град, температурный коэффициент линейного расширения а = 15- 10-в град, максимальная рабочая температура 500° С. Иногда экспериментаторами используются тензорезисторы, не имеющие подложки со свободным подвесом проволоки. Основным достоинством их является большая стабильность показаний при длительных измерениях (из-за отсутствия ползучести клея).
Однако из-за сложности изготовления, требующего определенных навыков, такие тензорезисторы имеют ограниченное распространение. Другой разновидностью "проволочных" тензосопротивленин являются эластичные преобразователи. Последние представляют собой резиновый или пластиковый капилляр с внутренним диаметром 0,1-0,5 мм, заполненный ртутью или электролитом и снабженный проволочными выводами. Крепление таких преобразователей к измеряемому узлу производится с помощью скоб или манжет.
Основное достоинство таких преобразователей-возможность измерять весьма большие деформации материалов (до 40-50%). Фольговые тенаорезисторы. Фольговые тензорезисторы являются дальнейшим развитием проволочных тензорезисторов. В отличие от последних они имеют решетку не в виде круглого провода, а тонких полосок фольги прямоугольного сечения (6 = 4-н12 мкм), наносимых на лаковую основу.. Другим преимуществом фольговых тензорезисторов является возможность изготовления решеток любого рисунка, наиболее полно удовлетворяющих условиям измерений.
Так, прямоугольные наиболее полно подходят для измерения линейных деформаций, ро-зеточные для намерения крутящих моментов на круглых валах, а мембранные для наклейки на мембраны. Принято следующее обозначение тензорезисторов: Ф фольговая, К константан; Прямая, Розеточная, Мембранная конструкция решетки; конструктивные особенности (подтип); база; номинальное сопротивление; температура наклейки (X не более 30° С, Г-не более 180° С).
Тензочувствительность фольговых тензорезисторов такая же, как у проволочных (й=2±0,2); предел измерения относительных деформаций 0,3%; среднее значение ползучести 0,3%; температурный диапазон работоспособности от 40 до +70° С. Максимальный раз-брас сопротивлений в партии не превышает ±20%, а в группе из 5, 110 и 20 шт. для ФКПА и ФКПД ±0,2%, а у остальных типов до ±5%. Полупроводниковые тензорезисторы.
Реостатные преобразователи
Как следует из (10.55) и (10.56), добавочное сопротивление в цепи обмотки ротора увеличивает критическое скольжение sKp и не влияет на значение максимального момента Мтах. Искусственные (реостатные) характеристики двигателя рассчитывают с помощью уравнения (10.62).
На 10.24 приведен ряд кривых M=F(s) для различных значений добавочного со- • противления в роторе гд. Кривая / — естественная характеристика при гд—0, кривые 2, 3—искусственные (реостатные) характеристики для гД2>Гд1>0. Очевидно, что искусственные характеристики дают более высокий пусковой момент (Л1П2> >МП1>МП).
Если в якорную цепь двигателя включен дополнительный резистор (реостат), то механические характеристики, получаемые при этом, называются искусственными или реостатными. Эти характеристики пересекаются все в одной точке со0. Реостатные характеристики так же линейны, как и естественная характеристика, но имеют значительно больший наклон к оси моментов, т. е. обладают меньшей жесткостью. Чем больше введенное в цепь якоря сопротивление резистора, тем круче идет характеристика, тем меньше ее жесткость.
На 3.27 приведено семейство реостатных характеристик в двигательном режиме в координатных осях М. и со для различных значений сопротивлений роторной цепи. С известным приближением реостатные характеристики в рабочей их части могут быть приняты линейными. Это дает возможность при расчете сопротивлений резисторов, включаемых в роторную цепь асинхронного двигателя, пользоваться методами, аналогичными методам, применяемым
\ I Реостатные характеристики
Реостатные характеристики асинхронного двигателя, как и в приводе постоянного тока, отличаются невысокой жесткостью, уменьшающейся с ростом сопротивления резисторов в роторной цепи. Если считать, что рабочая часть механической характеристики двигателя линейна, то модуль жесткости реостатной характеристики
Как следует из (10.55) и (10.56), добавочное сопротивление в цепи обмотки ротора увеличивает критическое скольжение sKp и не влияет на значение максимального момента Мтах. Искусственные (реостатные) характеристики двигателя рассчитывают с помощью уравнения (10.62).
Как следует из (10.55) и (10.56), добавочное сопротивление в цепи обмотки ротора увеличивает критическое скольжение SK и не влияет на величину максимального момента Мк. Искусственные (реостатные) характеристики двигателя рассчитывают с помощью уравнения (10.62).
Реостатные характеристики, Если в цепь фазного ротора включен реостат с сопротивлением гр ( 14.21, а), то значение вращаю- • щего момента двигателя следует определять по формуле
Полученная зависимость, аналогичная формуле (14.46) для асинхронных двигателей, позволяет довольно просто построить реостатные характеристики двигателя параллельного возбуждения.
2. Если Ra > О (RB = 0), получаются искусственные — реостатные характеристики 1 и 2, проходящие через точку
а) реостатные преобразователи, в которых измеряемая неэлектрическая величина (например, линейное или угловое пере-
Реостатные преобразователи применяют для измерения углов поворота, дистанционной передачи показаний различных приборов, измерения уровня жидкости (см. 10.1), перемещения деталей, усилий, давления и других величин, которые можно преобразовать в перемещение.
2. Реостатные преобразователи ( 13.8), преобразующие линейное перемещение X поплавка, измеряющего, например, уровень жидкости, в сопротивление переменного резистора R, включенного в цепь измерительного прибора (логометра Л), отклонение а стрелки которого пропорционально току в катушке, а следовательно, величине перемещения X.
Для измерения уровня или объема жидкости часто применяются реостатные преобразователи в сочетании с магнитоэлектрическим измерительным механизмом или логометром. На 82 показан пример применения реостатного преобразователя для измерения уровня жидкости. При измерении положения поплавка /, определяемого уровнем (объемом) жидкости 2, перемещается движок 3, в связи с чем изменяются сопротивления г\ и г2, включенные последовательно с катушками логометра 4. В результате изменяется отношение токов в катушках и показание прибора. Шкала прибора градуируется в значениях измеряемой неэлектрической величины (уровня или объема жидкости). Измерение других неэлектрических величин электрическими методами производится: индукционными и емкостными преобразователями, преобразователями контактного сопротивления (механическая сила, давление); проволочными преобразователями (различные деформации твердых тел); электролитическими преобразователями (концентрация электролитов); индукционными преобразователями (скорость вращения машин, механизмов и т. д.).
Работа резистивных ИП основана на изменении электрического сопротивления в зависимости от перемещения движка по электрическому проводнику (реостатные преобразователи) или от механической деформации проводника или полупроводника (тензометрические ИП),
Сбор информации от аналоговых первичных ИП производится устройствами коммутации, нормализации и преобразования УКНП. Первичные ИП, имеющие выходной сигнал в виде напряжения постоянного тока, подключаются к УКНП непосредственно — это прежде всего термоэлектрические и реостатные преобразователи
а) реостатные преобразователи — сопротивление реостата зависит от перемещения движка; применяются для измерения уровня жидкостей, линейных и угловых перемещений и т. д.;
6.3. РЕОСТАТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Реостатными называются преобразователи, выполненные в виде реостата, движок которого перемещается под действием входной преобразуемой величины. Выходной величиной является электрическое сопротивление, функционально связанное с положением движка. Следует отметить, что реостатные преобразователи применяются не только для преобразований перемещений. Так как в перемещения могут быть преобразованы с помощью механических упругих элементов многие
неэлектрические величины, то реостатные преобразователи широко используются в датчиках давления, силы, расхода, уровня н т. п.
В зависимости от материала чувствительного элемента реостатные преобразователи разделяются на проволочные, непроволочные, фо-тоелектрические, жидкостные и из проводниковой керамики [136]. Проволочные реостатные преобразователи отличаются наивысшей точностью и стабильностью функции преобразования, имеют малое переходное сопротивление, низкий уровень шумов, малый ТКС. Их недостатком является низкая разрешающая способность, сравнительно невысокое сопротивление (до десятков килоом), ограниченная возможность применения на переменном токе, обусловленная остаточными индуктивностью и емкостью намотки. Указанные недостатки отсутствуют в непроволочных преобразователях, однако они значительно уступают проволочным по точности.
[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Мощный тороидный реостат
Реоста́т (потенциометр, переменное сопротивление, переменный резистор; от др.-греч. ῥέος «поток» и στατός «стоя́щий») — электрический аппарат, изобретённый Иоганном Кристианом Поггендорфом, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато.
Изменением сопротивления цепи, в которую включен реостат, возможно достичь изменения величины тока или напряжения. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах реостат включают в цепь параллельно или последовательно. Для получения значений тока и напряжения от нуля до максимального значения применяется потенциометрическое включение реостата, являющего в данном случае регулируемым делителем напряжения.
Использование реостата возможно как в качестве электроизмерительного прибора, так и прибора в составе электрической или электронной схемы.
Содержание[убрать] 1 Основные типы реостатов 2 Резистивные датчики угла поворота 3 См. также 4 Ссылки 5 Примечания |
Раздел: Статьи
Вспомогательные электротехнические устройства
Осциллятор представляет собой устройство, преобразующее ток промышленной частоты и низкого напряжения (40...220 В) в ток высокой частоты (100...300 кГц) и высокого напряжения (2000...6000 В). При подаче импульсов высокого напряжения на промежуток между заготовкой и электродом происходит пробой промежутка искрой и появляются свободные электроны. Кратковременный искровой разряд развивается в дуговой, создавая условия для горения дуги.Осцилляторы применяют для бесконтактного зажигания и стабилизации горения дуги при сварке неплавящимся электродом (как правило, вольфрамовым) в защитных газах. Контактное зажигание дуги вольфрамовым электродом не рекомендуется, так как заметно увеличивается расход электрода в связи с образованием на его торце соединений вольфрама со свариваемыми металлами.Применяют параллельную и последовательную схемы включения осциллятора в цепь дуги. Электрическая схема параллельного включения осциллятора представлена на рис. 5.13.
Рис. 5.13. Электрическая схема параллельного включения осциллятора М-3 в сварочную цепь: 1 — электрододержатель, 2 — заготовка; Тр1 — сварочный трансформатор, Др — дроссель, Тр2 — повышающий трансформатор осциллятора, Р — разрядник, С1 — конденсатор контура, С2 — защитный конденсатор контура, L1 — катушка самоиндукции, L2 — катушка связиИмпульсные возбудители дуги применяют для облегчения возбуждения последней, повышения устойчивости ее горения, улучшения процесса переноса капель расплавленного металла в сварочную ванну. Используют их при сварке плавящимся электродом в аргоне и других защитных газах легированных сталей и цветных металлов.Электрическая схема генератора импульсов приведена на рис. 5.14. Его подключают в сварочную цепь параллельно сварочному трансформатору, конденсатор С заряжается от повышающего трансформатора 777 через выпрямительное устройство В. Специальное синхронизирующее устройство в момент перехода тока через нуль замыкает выключатель К, и конденсатор С разряжается через дуговой промежуток в виде кратковременного импульса тока высокого напряжения (200...300 В). Сила тока импульса составляет 1,5...2 А, при этом импульс имеет ту же полярность, что и напряжение дуги в данный момент. После разряда конденсатора синхронизирующее устройство размыкает выключатель, а конденсатор заряжается вновь для подачи следующего импульса.По сравнению с осцилляторами импульсные возбудители дуги имеют следующие преимущества: не вызывают радиопомех и более надежно обеспечивают повторное зажигание дуги.
Рис. 5.14. Электрическая схема генератора импульсов и схема его включения в сварочную цепь:
1 — генератор импульсов, 2 — заготовка, 3 — электрододержатель, 4 — сварочный трансформатор (СТ); ТП — повышающий трансформатор, В — выпрямительное устройство, СУ — синхронизирующее устройство, К — выключатель, R — резистор, С — конденсаторБалластные реостаты (рис. 5.15) предназначены для создания падающей характеристики и регулирования силы сварочного тока на каждом посту при питании от многопостового преобразователя. Реостат собран из резисторов, скомпонованных в блоки, и рубильников, включение которых в определенных сочетаниях позволяет осуществлять ступенчатое регулирование в достаточно широких пределах (20 ступеней).
Рис. 5.15. Электрическая схема балластного реостата типа РБ:
1...22 — резисторы; I...V — рубильникиБалластный реостат включают в сварочную цепь последовательно с дугой. Как видно из рис. 5.15, минимальным значение силы сварочного тока будет при включении рубильника I, а максимальным — при включении всех пяти рубильников. Промышленностью выпускаются балластные реостаты РБ-201, РБ-301 и РБ-501, соответственно регулирующие силу сварочного тока от 10 до 200 А через каждые 10 А, от 15 до 300 А через каждые 15 А и от 25 до 500 А через каждые 25 А.autowelding.ru - Э.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев "Справочник молодого электросварщика". -М. 1992
105. Сварочные преобразователи
Многопостовые преобразователи. Они предназначены для одновременного питания нескольких сварочных постов. В промышленности используются многопостовые преобразователи ПСМ-1000, ПСМ-500. Преобразователь ПСМ-1000 имеет однокорпусное исполнение стационарного типа и состоит из трехфазного, асинхронного двигателя АВ-91-4 с короткозамкнутым ротором и шестиполюсного генератора СГ-1000 со смешанным возбуждением. Кроме шунтовой обмотки . на главных полюсах размещена последовательная обмотка для поддержания постоянного напряжения при увеличении нагрузки. Генератор имеет жесткую характеристику, напряжение регулируется реостатом, включенным в цепь параллельной обмотки возбуждения.
Падающая внешняя характеристика, необходимая для ручной дуговой сварки, создается самостоятельно на каждом сварочном посту балластным реостатом типа РБ (этот реостат позволяет ступенчато изменять величину сварочного тока). Схема включения преобразователя ПСМ-1000 и балластных реостатов показана на рис. 105.
Основным недостатком многопостовых преобразователей является низкий кпд сварочных постов. К преимуществам многопостовых преобразователей относятся: простота обслуживания, низкая стоимость оборудования, небольшая площадь для размещения оборудования и высокая надежность в эксплуатации.
Рис. 105. Схема присоединения сварочных постов через балластные реостаты к сварочному преобразователю ПСМ-1000:
А - амперметр, V - вольтметр, Ш - шунт, РР - реостат регулировочный, РБ - реостат балластный
Преобразователи для сварки в защитных газах. Для автоматической и механизированной сварки в защитных газах необходимы сварочные преобразователи, обеспечивающие жесткие или возрастающие внешние характеристики. Для этой цели промышленность выпускает преобразователи ПСГ-350, ПСГ-500, а также универсальные преобразователи ПСУ-300 и ПСУ-500. Универсальные преобразователи типа ПСУ предназначены для ручной дуговой сварки, наплавка и резки металлов постоянным током, поскольку обеспечивают получение крутопадающих внешних характеристик. На рис. 106 показаны внешние характеристики преобразователей ПСУ-300.