Реферат по "Теплотехнике"

Вращающиеся трансформаторы имеют  по две одинаковые взаимно перпендикулярные первичные обмотки (возбуждения  и квадратурную) и вторичные (синусную и косинусную). Существуют также СКВТ с компенсационными обмотками обратной связи, которые предназначены для компенсации основных и дополнительных погрешностей. В зависимости от расположения обмоток возбуждения ВТ могут быть с питанием со стороны статора или ротора и с напряжением возбуждения постоянной или переменной амплитуды.

Масштабный ВТ отличается от СКВТ только наличием специального стопорного устройства, позволяющего фиксировать ротор в нужном положении..

По характеру токосъема ВТ могут быть контактными и бесконтактными. У бесконтактных ВТДП квадратурная обмотка либо отсутствует (приемники), либо закорочена внутри машины (датчики).

Вращающиеся трансформаторы в зависимости  от схемы включения могут работать (выполняя различные функции) в следующих  основных режимах: синусно-косинусного  ВТ, линейного ВТ, преобразователя координат, фазовращателя и трансформаторной дистанционной передачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5.

Датчики уровня — это устройства, позволяющие отслеживать количество жидкого или сыпучего вещества по уровню его поверхности в некоторой ёмкости. Датчики уровня могут выдавать дискретный (по достижении некоторого уровня) или непрерывный сигнал (абсолютная высота текущего уровня) в зависимости от принципа действия, что сказывается на их технической сложности, а также на цене. Кроме того, датчики уровня могут быть контактными и бесконтактными, что также сказывается на стоимости и на области их применения.

По принципу действия датчики уровня могут быть:

• Емкостными
• Поплавковыми
• Радарного типа
• Ультразвуковыми
• Гидростатическими

Емкостной датчик уровня

В основу работы данного типа датчика  положено свойство конденсатора изменять свою ёмкость при изменении состава  и распределения материала диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора. Это свойство применяется во многих емкостных детекторах например в емкостных датчиках влажности. Емкостные датчики лишены подвижных элементов, поэтому достаточно надёжны и долговечны. К их недостаткам следует отнести значительную температурную зависимость (которая, впрочем, может быть скомпенсирована), а также необходимость погружения в жидкость.

Поплавковый датчик уровня

Датчики данного типа имеют  достаточно простое устройство. Существует несколько конфигураций, выдающих на выход как дискретный, так и  непрерывный сигнал, последние можно  разделить на две категории –  механические и магнитострикционные. В магнитострикционных датчиках в качестве одного из элементов также  используется поплавок, в остальном  же они довольно сильно отличаются от обычных механических поплавковых  датчиков.

Ультразвуковой  датчик уровня

В датчиках данного типа используется схема, во многом сходная со схемой датчика радарного типа. В резервуаре устанавливается блок, состоящий  из генератора и приёмника ультразвуковых волн (точно также как например в    ультразвуковых расходомерах и  ультразвуковых дефектоскопах). Излучение генератора УВ проходит газовую среду, отражается от поверхности жидкости и попадает на приёмник. Определив временную задержку между излучением и приёмом и зная скорость распространения ультразвука в данной газовой среде, можно вычислить расстояние до поверхности жидкости – то есть определить её уровень.

Ультразвуковым датчикам уровня свойственны  практически все достоинства  датчиков радарного типа, однако УД обычно имеют более низкую точность, хотя и более просты по внутреннему  устройству.

Гидростатический  датчик уровня

С помощью датчиков данного типа уровень жидкости в резервуаре определяется путём измерения гидростатического  давления столба жидкости над чувствительным элементом датчика (детектором давления).

Такие датчики компактны, относительно просты, недороги, а также  способны выдавать непрерывный сигнал, однако не являются бесконтактными, что  затрудняет их применение в агрессивных  средах.

 

Датчик давления — устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код. Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент - приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Основными отличиями одних приборов от других являются пределы измерений, динамические и частотные диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные характеристики, которые зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.

Принципы действия

Тензометрический  метод

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе изменения сопротивления  при деформации тензорезисторов, приклееных к упругому элементу, который деформируется под действием давления.

Пьезорезистивный метод

Основан на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую чувствительность благодаря изменению удельного объемного сопротивления полупроводника при деформировании давлением. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

Ёмкостной метод

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток — нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.

Резонансный метод

В основе метода лежит изменение  резонансной частоты колеблющегося  упругого элемента при деформировании его силой или давлением. Это  и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно  отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить  измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

Индуктивный метод

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в

фиксированной основной катушке, что  приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

Ионизационный метод

В основе лежит принцип регистрации  потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и  анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

Пьезоэлектрический  метод

В основе лежит прямой пьезоэлектрический эффект, при котором пьезоэлемент генерирует электрический сигнал, пропорциональный действующей на него силе или давлению. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения быстроменяющихся акустических и импульсных давлений, обладают широкими динамическими и частотными диапазонами, имеют малую массу и габариты, высокую надежность и могут использоваться в жестких условиях эксплуатации.

В состав любого датчика  давления входит:

• первичный преобразователь давления с чувствительным элементом;
• различные по конструкции корпусные детали;
• схемы для повторной обработки сигнала.