Измерительный преобразователь перепада давления типа 13ДД11

Билет № 1.

1. Операционный усилитель (ОУ; англ. operational amplifier, OpAmp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент усиления/передачи полученной схемы.

Условные обозначения на схеме для операционного усилителя, изображённого на рисунке справа, следующие:

V₊ - неинвертирующий вход
V_- - инвертирующий вход
V_out - выход
V_S+ - плюс напряжения питания
V_S- - минус напряжения питания

Для того, что бы работа операционного усилителя была предсказуемой, применяется отрицательная обратная связь, которая устанавливается путём подачи части напряжения с выхода усилителя на его инвертирующий вход. Эта замкнутая цепь обратной связи существенно снижает усиление усилителя. При использовании отрицательной обратной связи общее усиление схемы значительно больше зависит от параметров цепи обратной связи, чем от параметров операционного усилителя. Если цепь обратной связи содержит компоненты с относительно стабильными параметрами, то изменения параметров операционного усилителя существенно не влияют на характеристики схемы. Передаточная характеристика схемы с операционным усилителем определяется математически передаточной функцией. Проектирование схем с заданной передаточной функцией с операционными усилителями относится к области радиоэлектроники. Передаточная функция является важным фактором в большинстве схем, использующих операционные усилители, например, в аналоговых компьютерах. Высокое входное сопротивление входов и низкое выходное сопротивление выхода является так же полезной особенностью операционных усилителей.

2. Массовый расхода т/сут – тонны за сутки, т/ч – тонны за час.

Объемный расхода л/с – литры в секунду, л/м – литры в минуту.

Метод переменного перепада давления

Метод переменного перепада давления основан на дросселировании, то есть сужении потока вещества, движущегося по трубопроводу. Сужение потока приводит к возрастанию средней скорости потока, а, следовательно, к увеличению его кинетической энергии и уменьшению потенциальной согласно закону сохранения энергии. Соответственно статическое давление в месте сужения уменьшается и возникает разность (перепад) давлений потока до сужения и в суженном сечении. Измерение расхода сводится к измерению перепада, связанного со скоростью потока. Для преобразования переменного перепада давления, пропорционального скорости потока, применяют различные сужающие устройства.

Всостав расходомера входят: преобразователь расхода, создающий перепад давления; дифференциальный манометр, измеряющий этот перепад; соединительные (импульсные) трубки между преобразователем и дифференциальным манометром. При необходимости передать показания расходомера на значительное расстояние к указанным трём элементам добавляются ещё вторичный преобразователь, преобразующий перемещение подвижного элемента дифференциального манометра в электрический сигнал, который по линии связи передаётся к вторичному измерительному прибору.

Взаимосвязь расхода жидкости с перепадом давления .

Расход вещества, протекающего по трубопроводу, определяется как произведение площади отверстия истечения (F) на среднюю скорость потока (Vc), то есть

Q = F ×Vc (2)

Пользуясь уравнением Бернулли и условием неразрывности струи, можно установить зависимость между расходом жидкости и перепадом давления на сужающем устройстве:

Где:

α – коэффициент расхода,

d– диаметр отверстия (м),

P1 – давление до сужающего устройства,

P2 – давление после сужающего устройства ,

ε – поправочный коэффициент, учитывающий расширение измеряемой среды,

ρ – плотность измеряемой среды в рабочих условиях (кг/м3).

- поправочный коэффициент, учитывающий расширение сужающего устройства в зависимости от температуры измеряемой среды (в диапазоне температур от -20 до +60 можно принимать Kt=1).

Монтаж сужающих устройств

При измерении расхода методом переменного перепада давления решающее влияние на точность измерения оказывают правильный выбор места установки сужающего устройства и аккуратность и тщательность осуществления врезки. По сложившейся строительстве практике врезку (установку фланцев в трубопровод) выполняют организации, монтирующие трубопроводы. Часто, осуществляя врезку фланцев и не имея при этом сужающего устройства, монтажники используют инвентарный имитатор— «катушку», представляющую собой цилиндр, диаметр и длина которого равны размеру сужающего устройства. При установке последнего монтажники заменяют «катушку» запроектированным сужающим устройством. Таким образом, врезку, а также установку во фланцы сужающих устройств, осуществляют люди, не знающие особенностей процесса измерения расхода. Недостаточно тщательная и аккуратно выполненная врезка создает дополнительные сопротивления (навары, забытые инструменты или крепежные изделия и т. п.) при движении потока измеряемой среды, что способствует возникновению дополнительных погрешностей измерения. Условием высокой точности измерения расхода является обеспечение ламинарности движения измеряемой среды по всему сечению трубопровода в зоне измерения. Для этого проект предусматривает определенную длину прямого участка трубопровода в зоне измерения. Автор проекта определяет зону измерения — прямые участки трубопровода до и после сужающего устройства расчетом на основании действующих «Правил РД 50-213-80» Госстандарта СССР. Однако основные требования к прямым участкам трубопровода и возможным помехам обязательно должен знать и монтажник, так как в процессе строительства и монтажа возникают конкретные ситуации — модернизация или замена оборудования, изменения сортамента труб, либо строительных конструкций, влияние которых на точность измерения нужно оценить вместе с автором проекта для нахождения верного решения.
Сужающее устройство можно устанавливать только на прямом участке трубопровода независимо от положения этого участка в пространстве. При выборе места установки сужающего устройства необходимо иметь в виду, что измеряемый поток в этом месте должен целиком заполнить сечение трубопровода.
К основным конструктивным факторам трубопровода, влияющим на погрешности измерения расхода, относятся: отклонение действительного диаметра участков от расчетных значений, овальность трубопроводов, дефекты прямых участков трубопроводов, длина прямых участков до и после сужающего устройства.
Действительный внутренний диаметр участка трубопровода перед сужающим устройством определяют как среднее арифметическое результатов измерений в двух поперечных сечениях: непосредственно у сужающего устройства и на расстоянии 2 D₂₀ от него, причем в каждом из сечений не менее, чем в 4 диаметральных направлениях. Результаты отдельных измерений должны отличаться от среднего значения не более чем на 0,3%. Внутренний диаметр участка трубопровода на длине 2 D₂₀ за сужающим устройством может отличаться от внутреннего диаметра участка трубопровода перед сужающим устройством не более чем на ±2 %.
Прямой участок трубопровода перед сужающим устройством должен иметь круглое сечение на длине не менее 2 D₂₀. Результаты отдельных измерений диаметра на этой длине в любых различных плоскостях должны отличаться не более, чем на 0,3 % среднего диаметра.

ПАС-01

Прибор аварийной сигнализации и блокировки ПАС-01 является специализированным модульным программируемым микропроцессорным контроллером. ПАС-01 предназначен для контроля и обработки дискретных сигналов аварийных ситуаций, предупредительной и аварийной, световой и звуковой сигнализации, ведения архива событий и выдачи управляющих сигналов блокировки на исполнительные механизмы.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА 4.1 ПАС-01 состоит из следующих модулей: - модуль питания МП-01; - модуль центрального процессора МЦП-1; - модуль индикации МДИ1-12R (МДИ1-6R для ПАС-01-06хх); - модуль расширения индикации МРИ1-12R (для ПАС-01-24хх); - модуль ввода дискретных сигналов искробезопасный МВДИ-4; - модуль реле МР (исполнения МР-1, МР-2, МР-3, МР-4); - модуль бесперебойного питания МБП-2011/24; - модуль внешней индикации МР-5. В зависимости от исполнения ПАС-01 комплектуется различным сочетанием модулей. 4.2 Конструктивно прибор выполнен в виде одного блока с использованием эле- ментов конструктива ЕВРОМЕХАНИКА 19’. Внешний вид ПАС-01 показан на рисунках 1.1 – 1.6. На лицевой панели расположены: - ЖКИ - 2 строки по 16 символов; - устройства световой индикации - 6, 12 или 24 светодиода повышенной яркости, закрытые съемным светофильтром; - 4 или 8 светодиодов состояния входов общепромышленного исполнения; - 4 или 8 светодиодов состояния выходных реле; - 3 служебные светодиодные индикаторы; - 7 кнопок для управления прибором. Под светофильтром установлен вкладыш - рассеиватель из карандашной кальки, на котором нанесено обозначение номера канала индикации. Модули устанавливаются в каркас с обратной стороны прибора в разъемы, закреп- ленные на кросс-плате, в произвольном порядке. На внешнем обрезе модулей установлены разъемные соединители для подключе- ния следующих цепей: - входных искробезопасных цепей МВДИ-4 (6 или12 входов); - входных цепей общепромышленного исполнения МР (МР-1, МР-4 – 4 входа, МР-2 - 2 входа); - выходных цепей МР (МР-1, МР-4 – 4 выхода, МР-2 – 6 выходов, МР-3 – 8 выходов); - цепей внешней звуковой сигнализации МР (МР-1, МР-2 - 1 выход); - программатора - разъем "ПРОГРАММАТОР" МЦП-1; ПАС-01 ЦКЛГ.421411.001 РЭ изм. "3" 21 - интерфейса - разъем "RS-485" МЦП-1; - сети питания - разъем "220 В, 50 Гц" МП-01. С обратной стороны каркаса имеется зажим защитного заземления.

ПИ-закон регулирования

Наиболее распространенным на практике является ПИ-регулятор, который обладает следующими достоинствами:

1. Обеспечивает нулевую статическую ошибку регулирования.

2. Достаточно прост в настройке, т.к. настраиваются только два параметра, а именно коэффициент усиления Кр и постоянная времени интегрирования Ti. В таком регуляторе имеется возможность оптимизации величины отношения Кр/Ti—min, что обеспечивает управление с минимально возможной среднеквадратичной ошибкой регулирования.

3. Малая чувствительность к шумам в канале измерения (в отличие от ПИД-регулятора).

X_p - полоса пропорциональности

E_i - рассогласование

τ_и - постоянная времени интегрирования

∑E_i- накопленная в i-й момент времени сумма рассогласований (интегральная сумма)

Зависимость выходного сигнала Y регулятора от входного Х называется статической характеристикой регулятора Y(X).

Структурная схема позиционной САР: U, d -вектора заданий и зон нечувствительности; X, Y - вектор регулируемой величины и выходной сигнал регулирования.

ОР – объект регулирования (технологический процесс или аппарат); у – регулируемая переменная; х – регулирующее воздействие, с помощью которого осуществляется процесс регулирования. Регулирующими воздействиями обычно являются расходы жидких, газообразных, сыпучих тел; РО – регулирующий (рабочий) орган, с помощью которого изменяется расход вещества (энергии). Для изменения расходов жидких и газообразных тел широкое применение находят рабочие органы дросселирующего типа с изменяющимся проходным сечением; S – положение рабочего органа обычно измеряемое в % хода РО (например, перемещение штока клапана или поворот заслонки). Поскольку регулирующее воздействие х, как правило, не измеряется, в качестве регулирующего воздействия обычно принимают S, тем самым относя РО к объекту регулирования; F- возмущающие воздействия, оказывающие влияние на величину регулируемой переменной; Р - автоматический регулятор – совокупность элементов, предназначенных для решения задачи регулирования; зад y - заданное значение регулируемой переменной, которое должно поддерживаться регулятором; - сравнивающее устройство, вырабатывающее сигнал рассогласования (ошибки) ∆y : y y y

Билет №2.

1. Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, м/сх), микросхе́ма, чип (англ. chip — тонкая пластинка — первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового, в случае вхождения в состав микросборки^[1].

Стабилиза́тор напряже́ния — электромеханическое или электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки.По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного напряжения и переменного напряжения. Как правило, вид напряжения на входе стабилизатора и на его выходе совпадают (постоянное либо переменное), но в некоторых типах стабилизаторов их виды разные.

2.Сужающее устройство: Техническое устройство, устанавливаемое в измерительном трубопроводе, со сквозным отверстием для создания перепада давления среды путем уменьшения площади сечения трубопровода (сужения потока).

Обойма, камера и отверстия для измерения перепада давления должны удовлетворять следующим требованиям. Внутренняя кромка отверстия (во фланце, в трубопроводе, обойме или камере) не должна иметь заусенцев; рекомендуется закруглять ее по радиусу, не превышающему 0,1 диаметра отверстия. Ось отверстия должна образовывать с осью сужающего устройства угол 90° для камерных диафрагм. При применения камер, число отверстий которых, соединяющих камеру с полостью трубопровода, должно быть не менее четырех. Площадь каждого щелевого отверстия – не менее 12 мм2.

Соосность установки диафрагмы, острота входной кромки (формирующей определенный характер течения измеряемой среды через отверстие диафрагмы), ее прямоугольность и технологический допуск на входной диаметр диафрагмы определяют возможность и точность косвенной (расчетной) градуировки расходомеров переменного перепада с нормальными диафрагмами. Поэтому к названным параметрам диафрагмы предъявляют весьма высокие требования. Так, смещение оси отверстия сужающего устройства •относительно оси трубопроводах не должно превышать 0005D/(0,l+2,3m2).

Действительный диаметр цилиндрической части отверстия сужающего устройства определяют как среднее арифметическое измерений не менее чем в четырех равноотстоящих друг от друга диаметральных направлениях. Результаты отдельных измерений не должны отличаться от среднего значения более чем на 0,05%. •На кромках отверстия диафрагмы не должно быть зазубрин и заусенцев. Входная кромка отверстия диафрагмы должна быть острой. Она считается острой, если радиус ее закругления не превышает 0,0004.

Площадь диаметрального (продольного) сечения камеры, определенная по одну сторону от оси трубопровода, должна быть не менее 1/2 площади кольцевой щели или группы отверстий, соединяющих камеру с внутренней полостью трубопровода.

Внутренний диаметр корпуса кольцевой камеры или обоймы должен быть равен (с допустимым отклонением +1%) диаметру трубопровода. Толщина стенки корпуса камеры или длина цилиндрической части отдельного отверстия, отсчитанная от внутренней поверхности трубопровода (фланца, обоймы), должна быть не менее 2с. Толщина диска диафрагмы Е не должна превышать 0,05D. Разность значений, измеряемых в любых точках диска диафрагмы, не должна превышать допустимых норм. Длина цилиндрической части отверстия диафрагмы должна находиться в пределах 0,005. У диафрагмы толщиной более 0,02) цилиндрическое отверстие должно переходить в коническое. Угол скоса конической части отверстия диафрагмы должен быть не менее 30, но не более 45°.

Как правило, камерные диафрагмы устанавливают на трубопроводах диаметром менее 500 мм. При больших диаметрах, когда установка внутренних кольцевых камер затруднена, наиболее целесообразно отбор давлений производить с помощью наружной трубчатой обвязки, соединенной с пространством до и после диафрагмы несколькими равномерно расположенными радиальными трубками.

Диафрагмы, зажимаемые между фланцами, в которых вытачиваются камеры для отбора давлений, применяют в основном при высоком давлении измеряемой среды (более 10 МПа). В этом случае камеры сообщаются с пространствами до и после диска диафрагмы через пазы, отфрезерованные в его утолщенном ободе. При еще более высоком давлении используют линзовые уплотнения или приваривают сужающие устройства. В последнем случае лучше вместо диафрагм применять сопла, так как они более надежны (нет быстро истираемой входной кромки).

Нормальное сопло выполняют в форме насадка, имеющего входную сходящуюся часть, образованную дугами окружностей с хиртоумными радиусами, плавно переходящими одна в другую. Первая дуга по касательной сопрягается с торцевой входной плоскостью сопла, а вторая по касательной переходит в цилиндрическую выходную часть.

Выходная кромка цилиндрической части отверстия должна быть острой, без заусенцев, фаски или закругления. Для ее предохранения от случайного повреждения служит защитный кольцевой выступ.

Сопло устанавливают в трубопроводе по направлению потока. Плавный переход от сужения к цилиндрической форме снижает завихрения потока и уменьшает потери давления. Отбор давлений осуществляют или при помощи камер и кольцевых щелей, или через отдельные отверстия. Способ отбора давлений – только угловой, непосредственно у плоскостей фланца сопла. Потери давления потока в сопле несколько ниже, чем в диафрагме, но выше, чем в трубе Вентури с диффузором. Для установки сопла требуется прямой участок трубопровода меньшей длины, чем при установке диафрагмы. Главное достоинство сопла – лучшее сопротивление истирающему действию потока, в связи с чем оно лучше сохраняет в неизменности коэффициент расхода. Торцевая поверхность сопла должна быть полированной и не иметь видимых неровностей и заусенцев.

Сопло Вентури состоит из профильной входной части, цилиндрической средней части и выходного конуса. Входная часть сопла до места отбора меньшего давления имеет тот же профиль, что и нормальное сопло. Длина цилиндрической части составляет обычно не много. Угол выходного конуса диффузора должен быть менее 30, но более 5°. Большее давление отбирают с помощью как кольцевой камеры, так и отдельных сверлений; меньшее – с помощью отдельных сверлений.

Цилиндрическое отверстие сопла Вентури выполняется без радиального сопряжения и переходит в конус. Сопла Вентури бывают двух типов: с длинным и коротким диффузорами. У первого типа наибольший диаметр выходного конуса равен диаметру трубопровода, у второго – меньше этого диаметра.

Измерительный преобразователь перепада давления типа 13ДД11

13ДД11 предназначен для измерения перепада давления и преобразования его в пневмосигнал от 0,2 до 1 кгс/см² с выходом по линии связи на вторичный прибор.

Принцип действия основан на пневматической силовой компенсации.

13ДД11 построен по блочному принципу. Он состоит из 2-х мембранного измерительного блока и однорычажного пневмосилового преобразователя. Измерительный блок состоит из чувствительного элемента и закрывающих его фланцев, стянутых болтами и образующих с ним две камеры: (+) и (-) для подвода перепада давления.

Мембранный блок заполняют полиэтилсилоксановой жидкостью.

Воздух питания давлением 1,4 кгс/см² через фильтр и редуктор поступает в усилитель мощности и через сопло выходит в атмосферу.

Под воздействием перепада давления на чувствительном элементе измерительного блока возникает усилие, которое действует на рычаг вывода. Он поворачивается на небольшой угол и перемещает заслонку относительно сопла. В случае приближения заслонки к соплу давление в камере управления 5 усилителя возрастает, и металлические мембраны 6 и 7 закрывают клапан 8 и открывают клапан 9. В результате давление в камерах 10 и 11 увеличивается. Это давление является выходным сигналом. Одновременно оно поступает на сильфон обратной связи, усилие на котором компенсирует усилие от изменения перепада давления.

Узлы настройки:

1) корректор нуля (для установки начального значения выходного сигнала, равного 0,2 кгс/см² );

2) СОС – настройка на заданный предел измерения осуществляется перемещением СОС вдоль рычага.

Перенастройка прибора с одного предела на другой (тарировка) осуществляется путем замены СОС (Æ 28, 34, 42 мм).

Также ДС-П

4. Система автоматического регулирования (САР) — это замкнутая автоматическая система, основанная на принципе обратной связи (ОС) — управлении объектом с использованием информации о результатах управления. Только в случае отрицательной ОС происходит измерение и сравнение фактического контролируемого параметра объекта x(t)с заданным на данный момент времени g(t),в результате чего выявляется ошибка (рассогласование) x_ε(r) = x(t) - g(t),которая служит стимулом процесса регулирования, на ее основе формируется регулирующее воздействие y(t).

Объект регулирования является основным устройством САР, ради чего и строится система регулирования. Он имеет определённые свойства и параметры, которые надо учитывать при выборе регулятора.Ёмкость объекта, характеризует его способность накапливать вещество или энергию. Чем больше ёмкость, тем больше инерционность объекта. Различают:-одноёмкостные объекты, у них отсутствует запаздывание τ = 0 .-многоёмкостные объекты, у них имеется запаздывание и чем больше емкостей, тем больше запаздывание.Реальные объекты в основном многоёмкостные. Например, у эл. печи нагреватель - первая ёмкость, нагреваемый объём - вторая ёмкость.

Параметрами технологического процесса могут являться давление, температура, расход топлива, исходных материалов и готовой продукции, уровень жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ или уровень воды в барабане парового котла, концентрация раствора в травильной ванне, скорость изменения какой-либо величины и т.п. Эти параметры технологического процесса в соответствующих конкретных условиях должны либо изменяться по некоторому закону, либо оставаться постоянными независимо от внешних условий и режимов работы. Таким образом, ход технологического процесса и режим работы агрегата всегда можно характеризовать с помощью одной или нескольких переменных величин, изменяющихся во времени или пространстве. Это могут быть физические величины, измеряемые непосредственно, или сводные показатели, которые вычисляют по результатам нескольких измерений. Эти переменные величины, характеризующие технологический процесс, называют выходными величинами.

Установленный режим работы любого технологического агрегата обычно нарушается внешними воздействиями. Их называют возмущениями (или помехами). Независимо от природы этих возмущений ясно, что их вредное влияние на технологический процесс должно быть скомпенсировано соответствующим управляющим (регулирующим) воздействием, вырабатываемым специальным регулирующим устройством или задаваемым оператором. Подобные воздействия, как полезные (регулирующие), так и вредные (помехи) называют входными величинами. Значения и изменения входных величин определяют ход процесса, т. е. значения и изменения выходных величин.

Возмущающие воздействия на автоматическую систему представляют собой непрерывно изменяющиеся функции времени, и поэтому при исследовании работы системы не представляется возможным практически учесть действительный характер изменения этих воздействий. В связи с этим принято рассматривать реакцию автоматической системы на возмущающие воздействия в форме одной из типовых функций, которую можно описать математически.

П-закон (пропорциональное регулирование). Согласно закон пропорционального регулирования управляющее воздействие должно быть пропорционально величинœе ошибки. К примеру, в случае если регулируемый параметр начинает отклоняться от заданного значения, то воздействие на объект следует увеличивать в соответствующую сторону. Коэффициент пропорциональности часто обозначают как K₁:

И-закон (интегральное регулирование). Управляющее воздействие пропорционально интегралу от ошибки. То есть чем дольше существует отклонение регулируемого параметра от заданного значения, тем больше управляющее воздействие

Д-закон (дифференциальное регулирование). Регулирование ведется по величинœе скорости изменения регулируемой величины:

ПИ-регулятор (пропорционально-интегральный регулятор) представляет собой два параллельно работающих регулятора: П- и И-регуляторы (см. рисунок 1.55). Данное соединœение сочетает в себе достоинства обоих регуляторов: быстродействие и отсутствие статической ошибки

Билет № 3

Полупроводники́ — материалы, по своей удельной проводимости занимающие промежуточное место между проводниками и диэлектриками, и отличающиеся от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводников является увеличение электрической проводимости с ростом температуры^[1].

Полупроводниками являются кристаллические вещества, ширина запрещённой зоны которых составляет порядка электрон-вольта (эВ). Например, алмаз можно отнести к широкозонным полупроводникам (около 6 эВ), а арсенид индия — к узкозонным (0,35 эВ). К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и другие), огромное количество сплавов и химических соединений (арсенид галлия и др.).

Атом другого химического элемента в чистой кристаллической решётке (например, атом фосфора, бора и т. д. в кристалле кремния) называется примесью. В зависимости от того, отдаёт ли примесной атом электрон в кристалл (в вышеприведённом примере – фосфор) или захватывает его (бор), примесные атомы называют донорными или акцепторными. Характер примеси может меняться в зависимости от того, какой атом кристаллической решётки она замещает, в какую кристаллографическую плоскость встраивается.

Дио́д (от др.-греч. δις^[1] — два и -од^[2] — от окончания -од термина электрод; букв. «двухэлектродный»; корень -од происходит от др.-греч. ὁδός «путь») — электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока.

Электроды диода носят названия анод и катод. Если к диоду приложено прямое напряжение (то есть анод имеет положительный потенциал относительно катода), то диод открыт (через диод течёт прямой ток, диод имеет малое сопротивление). Напротив, если к диоду приложено обратное напряжение (катод имеет положительный потенциал относительно анода), то диод закрыт (сопротивление диода велико, обратный ток мал, и может считаться равным нулю во многих случаях). Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий; см. выпрямитель). Диодный выпрямитель или диодный мост (то есть 4 диода для однофазной схемы, 6 — для трёхфазной полумостовой схемы или 12 — для трёхфазной полномостовой схемы, соединённых между собой по схеме) — основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств. Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме А. Н. Ларионова на трёх параллельных полумостах применяется в автомобильных генераторах, преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортовой сети автомобиля. Применение генератора переменного тока в сочетании с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока с щёточно-коллекторным узлом позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность.

Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя^[1]. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко^[1]. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей Ома до сотен Ом^[1]. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов^[2].

Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения^[1]^[2]. Серийные стабилитроны изготавливаются на напряжения от 1,8 В до 400 В^[3]. Интегральные стабилитроны со скрытой структурой на напряжение около 7 В являются самыми точными и стабильными твердотельными источниками опорного напряжения: лучшие их образцы приближаются по совокупности показателей к нормальному элементу Вестона. Особый тип стабилитронов, высоковольтные лавинные диоды («подавители переходных импульсных помех», «супрессоры», «TVS-диоды») применяется для защиты электроаппаратуры от перенапряжений. сновная область применения стабилитрона — стабилизация постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовой транзистор.

2. Вихревой расходомер — разновидность расходомера, принцип действия которого основан на измерении частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования. В данных устройствах преобразователи обладают механизмом, обеспечивающим закручивание потока, передаваемого через часть трубопровода в его расширенную сторону или через цилиндрические небольшие насадки. Форма в виде воронки образуется в трубе, а вокруг ее оси вертится ось с перемещающимся около нее ядром вихря. Поток в верхней части имеет давление, пульсирующее одновременно с угловым перемещением ядра, при этом оно равно расходу объема или линейной скорости. Проводниковые термоанемометры или электромеханический элемент преобразуют скорость или частоту пульсаций для измерительных каналов. Процесс заключается в двух фазах: сначала формируется перенос объемного расхода в частоту осуществляемой прецессии вихря, затем частота превращается в сигнал. В расходомерах с вихревыми детекторами определение частоты вихреобразования происходит при помощи двух пьезодатчиков, представляющих собой блок, состоящий из корпуса проточной части и блока электроники.В корпусе проточной части располагаются первичные преобразователи расхода, давления и температуры.

Под блоком электроники подразумевается плата для цифровой обработки сигналов, полученных с первичных преобразователей. На входе проточной части устанавливается тело обтекания, создающее вихревые дорожки. При протекании потока газа (пара) через проточную часть образуются вихри, приводящие к появлению пульсаций давления среды, фиксируемые пьезодатчиками, с которых сигналы в форме электрических колебаний поступают на плату цифровой обработки, где происходит вычисление объемного расхода и формируется управляющий выходной сигнал.

В расходомерах с вихреакустическими детекторами за тело обтекания берут призму трапецеидального сечения, а регистрация вихревых дорожек происходит с помощью ультразвуковых преобразователей. Состав расходомера аналогичен расходомеру с вихревыми детекторами и представляет собой проточную часть и блок электроники. Принцип действия вихреакустических расходомеров аналогичен. В корпусе проточной части расположено тело обтекания (призма проходя через которое поток образует вихревые дорожки. Для регистрации вихрей применяется пьезоизлучатель и пьезоприемник. С помощью опорного генератора пьезоизлучатель задает ультразвуковые колебания, которые, проходя через поток и взаимодействуя с вихрями, преобразуются в колебания, модулированные по фазе. Пьезоприемник фиксирует полученные колебания и определяет разность фаз между полученными сигналами и сигналами опорного генератора, и выдает напряжение пропорциональное скорости потока и, соответственно, расходу.

Основное применение вихреакустические расходомеры получили при измерениях расхода жидкостей (газов) с низкой вязкостью без завихрений (чистые жидкости).

Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 435; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!