Датчики температури і терморегулятори.

У сільськогосподарських схемах автоматичного контролю і регулювання температури найбільш поширені ртутно-контактні термометри, термометри опору, напівпровідникові терморезистори, дилатометричні та біметалеві датчики температури, манометричні термометри.

Ртутно-контактні термометри - це ртутні термометри з впаяними у капіляр контакта­ми (двома, трьома і більше). При нагріванні стовпчик ртуті підні­мається і, досягнувши температури, на рівні якої впаяний контакт, замикає відповідні ко­ла схеми.

На рис. 2.4.4. зображені ртутно-контактні термометри — нерегульований (а) і регульований (б). Нерегульовані термометри (ТК-1, ТК-3, ТК-К) мають тільки нерухомі контакти 1, впаяні в капіляр 2.

Регульований ртутно-контактний термометр має рухомий контакт 2 з нікелевого або платинового дроту. Всередині скляного балона є гвинт 3, по якому пересувається гайка 4, що піднімається або опускається разом з рухомим контактом при обертанні гвинта. Обертання гвинта відбувається під впливом постійного магніту 5, який діє на якорець 6, що міститься у верхній частині гвинта. Регульовані ртутно-контактні термометри мають такі марки: ТК-5, ТК-6, ТК-8.

Застосовують ртутно-контактні термометри для контролю температури газів і рідин у межах від 0 до 300° С.

Термометри опору при зміні температури змінюють свій електричний опір. Тому визначення температури термометрами опору зводяться до вимірювання електричного опору термочутливого елемента за допомогою високочутливих приладів.

Термометр опору має просту будову. Термочутливий елемент виконаний з тонкого платинового або мідного дроту, намотаного на каркас з ізоляційного матеріалу (слюда, пластмаса).

Платинові термометри опору придатні для вимірювання температур від —200 до +650° С Платину застосовують у вигляді тонкого дроту діаметром 0,05...0,07 мм і довжиною близько 2 м. Дріт біфілярно намотаний на слюдяний каркас. До платинового дроту припаяні срібні виводи, ізольовані фарфоровими бусинами. Чутливий елемент захищений від механічних пошкоджень за допомогою захисної арматури з головкою, в якій міститься клемна колодка з приєднаними до неї виводами обмотки.

Платинові термометри позначають літерами ТСП і випускають трьох градуювань (гр 20; гр. 21 і гр.22). При температурі 0° С опір цих термометрів становить відповідно 10; 46 і 100 Ом.

Мідні термометри опору виготовляють з мідного ізольованого дроту діаметром 0,1мм, намотаного на пластмасовий каркас. До кінців обмотки припаяні два мідних виводи діаметром 1... 1,5мм. Чутливий елемент вміщений у стальну гільзу, захищену від механічних пошкоджень перфорованою трубкою. Виводи обмоток прикріплені до клемної колодки, що вмонтована в головку термометра. Мідні термометри опору позначаються ТСМ і випускаються двох градуювань: гр.23 і гр.24 (з опорами відповідно 53 і 100 Ом при 0° С). Межі вимірювання температур мідними термометрами опору становлять -50...+180°С. Як вторинні прилади для вимірювання температури за допомогою тер­мометрів опору застосовують логометри і зрівноважені мости

Напівпровідникові терморезистори при підвищенні температури зменшують свій опір, причому чутливість їх до зміни температури значно вища, ніж у термометрів опору з мідного або платинового дроту. Так, якщо резистори з металевого дроту при нагріванні від 0 до 100 С збільшують свій опір приблизно на 40%; то напівпровідниковий терморезистор при такому самому нагріванні зменшує свій опір у 20 і більше разів.

Виготовляють терморезистори з окисів металів. З оки­сів кобальту і марганцю роблять терморезистори типу КМТ (наприклад, КМТ-1, КМТ-4), які випускають на номінали від 22 до 1000 кОм. З окисів міді й марганцю виготовляють терморезистори типу ММТ (наприклад, ММТ-1, ММТ-4, ММТ-6), які випускаються з номіналами від 1 до 220 кОм. Напівпровідникові терморезистори призначені для контролю температури повітря та інших газоподібних середовищ від -60 до +125°С. Допустимий струм термо-резисторів 12 мА. Строк служби їх становить 5000 год.

Дилатометричні датчики температури діють за принципом використання неоднаковості лінійного розширення двох деталей, виготовлених з різних матеріалів. До таких пристроїв належить температурне реле ТР-200, призначене для контролю температури робочого середовища у схемах сигналізації й автоматики. Контакти реле можуть працювати в колах постійного і змінного струму. Реле призначене для роботи в приміщеннях з відносною вологістю повітря не вище 80% та при відсутності в ньому кислотних чи інших парів, які можуть спричинювати корозію металевих деталей. Частина корпуса, реле, занурена в робоче середовище, герметична, має нікелеве захисне покриття і розрахована для роботи в неагресивному рідкому або газоподібному середовищі при будь-якій вологості.

Температура спрацьовування реле (уставка) може регулюватися попереднім, затягуванням пружинної системи за допомогою регулювального гвинта. Межі регулювання уставки від +25 до +200° С. Гарантоване число спрацювань при допустимому навантаженні на контакти 10⁵ циклів.

Біметалеві датчики. Принцип дії цих датчиків базується на неоднаковості розширення двох зварених між собою деталей, виготовлених з різних матеріалів, що мають різний коефіцієнт лінійного розширення. Біметалеві стрічки використовують або у вигляді пластин, або у вигляді спіралей.

Один кінець біметалевої стрічки закріплюється, а другий при зміні температури або вигинається, або розкру­чується.

У схемах сільськогосподарської автоматики набув поширення біметалевий датчик ДТКМ (датчик температури камерний модернізований). Наша промисловість випускає 28 модифікацій цього датчика на різні межі вимірювань і різного конструктивного виконання. У половині модифікацій ДТКМ контакти замикаються при підвищенні, а в інших - при зниженні температури контрольованого середовища.

Чутливий елемент датчика виготовлений у вигляді спіралі. При змінах температури навколишнього середовища вільний кінець спіралі переміщується і замикає або розмикає контакти.

Для приєднання датчика до схеми на ньому е клемна колодка. Усі елементи датчика монтують на ізоляційній основі і закривають знімною перфорованою кришкою.

При експлуатації потрібно оберігати датчик від потрапляння всередину металевої стружки. У повітрі не повинно бути домішок, які спричинюють корозію. Вологість навколишнього середовища не повинна перевищувати 80%. Гарантований строк служби 3 роки.

Манометричні термодатчики перетворюють температуру в тиск, тиск у механічне переміщення, а потім в електричний сигнал.

До датчиків температури манометричного типу належить температурне реле РТ-1, яке встановлюють в інкубаторах «Універсал-45» і «Універсал-50». Це реле має сильфон, всередину якого введено З... 5 см³ ефіру.

При нагріванні ефір розширюється, деформує сильфон, внаслідок чого голка переміщується вправо і натискує на важіль. На кінці важеля закріплений постійний магніт, який, наближаючись до балона ртутно-магнітного вимикача типу ВРМ-7, викликає його стрибкоподібне (релейне) спрацювання. При цьому до магніту притягується рухомий електрод, який, відхиляючись, виходить з краплі ртуті на дні балона і розриває електричне коле керування. Обертанням головки гвинта можна змінювати уставку температури, при якій спрацьовує реле. Контакти реле вмикаються на знижену напругу (24 В).

Датчики вологості.

Датчики вологості використовують у схемах автоматичного контролю і регулювання вологості повітря в сільськогосподарських виробничих приміщеннях. Найбільш поширені гігроскопічні, психрометричні і гігристорні датчики.

У гігроскопічних датчиках вологості використана властивість деяких тіл деформуватися при поглинанні вологи з навколишнього середовища (капрон, віскоза, волос тощо). До такого типу датчиків належить реле вологості, встановлюване в інкубаторах «Універсал-45» і «Універсал-50» (рис. 2.2.5.). У цьому реле тканина із штучного шовку (віскози) змінює свої розміри залежно від вологості. Шовкову стрічку 2 натягнуто на планках 3. Одна планка (права) нерухома, друга натягується пружиною 4. Шток цієї планки через голку 5 діє на кінець важеля 8 з постійним магнітом 7, що може керувати ртутно-магнітним вимикачем 6. При збільшенні вологості шовкова стрічка видовжується, пружина 4 переміщує голку 5 вліво. Голка повертає важіль з магнітом, і ВРМ розмикає електричне коло. При зменшенні вологості шовкова стрічка скорочується і контакт ВРМ розмикається. Регулюють реле гвинтом 9.

Психрометричні датчики вологості мають два термочутливих елементи, один з яких встановлений у контрольованому середовищі (сухий), а другий змочується водою (вологий). Наприклад, якщо два напівпро­відникових терморезистори включити в мостову схему, то чим менша відносна вологість повітря, тим більша різниця опорів сухого й вологого резисторів і більша вихідна напруга в діагоналі моста.

Датчики вологості монтують у характерній точці приміщення на стіні або на колоні на рівні 1,8...2,0 м від і підлоги. Поблизу від датчика вологості не повинно бути джерел тепло- і вологовиділення.

Датчики освітленості.

Як датчики освітленості використовують в основному фотоелементи з зовнішнім фотоефектом, фотопомножувачі і фоторезистори.

Фотоелементи з зовнішнім фотоефектом являють собою скляну колбу (вакуумну або газонаповнену), всередині якої розміщуються фотокатод і анод.

Якщо ввімкнути фотоелемент з навантаженням на напругу постійного струму і освітити фотокатод, у колі піде струм, який залежить як від прикладеної напруги, так і від світлового потоку, що падає на поверхню фотокатода.

У вакуумних фотоелементах залежність фотоструму від освітленості (статична характеристика) лінійна, тому що струм тут зумовлений тільки кількістю електродів, що вибиваються потоком світла з фотокатода. У газонаповнених фотоелементах статична характеристика нелінійна, оскільки струм у них утворюється не тільки електродами, що вилітають з фотокатода під дією світла, а й іонами які виникають внаслідок іонізації газу.

Фотопомножувач об'єднує в одному приладі фотоелемент із зовнішнім фотоефектом і підсилювач фотострумів, який використовує вторинну емісію. Явище вторинної емісії полягає в тому, що при зіткненні електронів з поверхнею тіла з останнього вилітають вторинні електрони. Коефіцієнт підсилення фотоструму в фотопомножувачах досягає 10⁶.

Вентильний фотоелемент - це напівпровідниковий прилад, у якому під дією світла виникає фото-е.р.с. Такі прилади дають змогу безпосередньо перетворювати світлову енергію у електричну. Найбільш відомі сірчистосрібні вентильні фотоелементи типу ФЭСС-У.

G Запам’ятайте:

До датчиків активного опору належать реостатні, потенціометричні, вугільні, електролітичні й тензометричні, фото- і терморезистори, а також контактні датчики (шляхові й кінцеві вимикачі, мікроперемикачі тощо).

До індуктивних належать датчики з рухомим якорем, з рухомим осердям, з поворотною котушкою тощо.

Ємнісними називають датчики, у яких змінюються відстань між пластинами, площа пластин і діелектричне середовищем

3а призначенням розрізняють датчики лінійних і кутових переміщень, датчики частоти обертання, датчики тиску, зусиль, моментів, рівня, витрати, вологості, густини, хімічного складу, температури, освітленості тощо.

 

sПитання для самоконтролю:

1. Що таке датчики і де вони застосовуються?

2. Будова і принцип дії датчиків рівня.

3. Будова і принцип дії датчиків частоти обертання валів.

4. Будова і принцип дії датчиків температури.

5. Застосування фотоелектричних датчиків.

6. Будова і принцип дії датчиків вологості.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: