Вимірювач-регулятор переміщення

Изобретение относится к промышленной автоматике и автоматике безопасности и предназначен для работы в системах местного и дистанционного управления, контроля и регулирования производственных процессов и осуществляет измерение статических и квазистатических величин таких, как перемещение угол давление газа или жидкости дифференциальное давление уровень жидкости температура и может найти применение в отопительных, производственных и энергетических котельных, в системах водяного и парового отопления, горячего и холодного водоснабжения, в системах водоснабжения сельскохозяйственных, тепличных и промышленных предприятий, как питьевой, так и технологической водой, а также для автоматического управления скважинными насосами водоподъема, где применяют центробежные и поршневые насосы с электрическим приводом или безнасосная подача воды из трубопровода питания, а также из резервуара. Наиболее близкими к предложенной заявке по технической сущности являются дистанционные электрические индикаторы уровня (Шкатов Е.Ф. Технологические измерения на предприятиях химической промышленности. - М.: Химия, 1986. С.42 или Шилов Ю.В. Справочник рабочего прибориста. - Львов: Каменяр, 1982. - С.100), которые приняты за прототипы. В измерительную схему входят две индукционные катушки, одна из которых (две обмотки) помещена в датчик, а другая (две обмотки) - во вторичный прибор, который состоит из усилителя и реверсивного двигателя, приводящего в движение сердечник катушки посредством кулачкового механизма. При подаче напряжения переменного тока на первичные обмотки во вторичных обмотках каждой катушки индуктируется ЭДС. Когда первый сердечник катушек датчика находится в среднем (нейтральном) положении, ЭДС - первой выходной катушки и - второй выходной катушки первого датчика равны и направлены навстречу друг другу, т.е. Если второй сердечник катушки вторичного прибора тоже находится в среднем положении, то разность ЭДС этой катушки также равна нулю. В этом случае во вторичной цепи тока нет и напряжение на входе усилителя равно нулю. При смещении первого сердечника катушки датчика от среднего положения вследствие изменения контролируемой величины меняется распределение магнитных потоков в секциях вторичной обмотки первого сердечника, индуктируемые в них ЭДС уже не равны друг другу. Во вторичной цепи измерительной схемы возникает ток небаланса, создающий на входе усилителя падение напряжения. Значение этого напряжения практически является функцией линейного перемещения сердечника, а его фаза функцией направления перемещения от среднего положения. Напряжение разбаланса через усилитель поступает на управляющую обмотку двигателя, который, придя во вращение, перемещает с помощью кулачка сердечник катушки вторичного прибора до момента согласования направлений, индуктируемых во вторичных обмотках обеих катушек. С осью двигателя механически связаны показывающие, записывающие и регулирующие устройства. В основу изобретения поставлена задача увеличения точности измерения контролируемой среды, а также расширение точности фиксации предельных значений установок. Поставленная задача решается тем, что устройство, изображенное на фиг.1, с оперативной цепью (фиг.2) содержит преобразовательный блок 1, транзисторно-релейный каскад 2, оперативное звено 3. Такая компановка функциональной схемы устройства позволяет уменьшит громоздкость и трудообозреваемость контрольных приборов, дает возможность более точно и быстро устанавливать любую установку диапазона поддержания текущего момента технологического параметра. Преобразовательный блок включает в себя первую, вторую входные клеммы 4, 5 токовый ограничитель 6, силовой трансформатор с первичной сетевой обмоткой 7, второй, третьей понижающими обмотками 8, 9, четвертую, пятую 10, 11 входные, шестую, седьмую 12, 13 входные обмотку, подвижный плунжер 14 чувствительных элементов параметрического датчика, первый четвертый диоды 15 - 18 первого выпрямительного моста, пятый - восьмой диоды 19 - 22 второго выпрямительного моста, девятый - двенадцатый диоды 23 - 26 третьего выпрямительного моста, первый конденсатор 27 первого емкостного фильтра, второй - четвертый конденсатор 28 - 30 второго емкостного фильтра, пятый конденсатор 31 третьего емкостного фильтра, первый ключевой транзистор 32, первый токозадающий резистор 33, первый стабилитрон 34 компенсационного стабилизатора, первый, второй, настроечные резисторы 35, 36. В транзисторно-релейный каскад 2 входят второй - седьмой токозадающие резисторы 37 - 42, третий настроечный резистор автосмещения 43, восьмой времязадающий резистор 44, шестой конденсатор 45 линейного фильтра, седьмой запоминающий конденсатор 46, второй - четвертый ключевые транзисторы 47 - 49, тринадцатый разделительный диод 50, второй стабилитрон 51, четырнадцатый разделительный диод 52, пятнадцатый, шестнадцатый защитные диоды 53, 54, первый, второй светодиоды 55, 56, первое, второе электромагнитное реле 57, 58. Оперативное звено 3 снабжено третьей фазной, четвертой - восьмой соединительными, девятой нулевой клеммами 60 - 66, тумблером 67, первой пусковой 68, второй стоповой 69 кнопками управления, катушкой магнитного пускателя 70, токотепловым предохранителем 71, первыми блокконтактами 72 магнитного пускателя, вторыми пусковыми контактами 73 электромагнитного реле 57, третьими стоповыми контактами 74 электромагнитного реле 58. Устройство работает следующим образом. Напряжение питания 220В 50Гц подается на клеммы 4, 5, соединенные через токовый ограничитель 6 с сетевой обмоткой 7 понижающего трансформатора, имеющего магнитную цепь с вторичными обмотками 8, 9, при помощи которых напряжение питания понижается до требуемой величины, затем выпрямляется диодным мостом 15 - 18 и измерительными диодными мостами 19 22, 23 - 26, фильтруется емкостями 27 - 30 и подается на компенсационный стабилизатор напряжения, собранный на транзисторе 32 для питания порогового усилителя 37-59 и нульоргана 35, 36. Перемещение сердечника 14 дифференциального трансформатора 10 - 13 создает два выходных напряжения, которые выпрямляются при помощи диодных мостов 19 22, 23 - 26 и вычитаются друг из друга при помощи нуль-органа 35, 36. Значение этого напряжения практически является функцией перемещения сердечника 14, а выходная полярность функцией направления перемещения сердечника от среднего положения. Получаемое направление сигнала подается через резистор связи 37 на затвор транзистора 47. Снижение давления в контролируемом объекте приводит к уменьшению отрицательного напряжения на затворе транзистора 47 и при дальнейшем снижении давления происходит переполюсовка управпяющего сигнала, положительный уровень которого достигает зоны термостабильной точки переключения транзистора 47, он начинает открываться, потенциал его стока падает, уменьшая уровень напряжения на накопительной емкости 46. Транзистор 48 выходит из состояния насыщения, амплитуда сигнала на его коллекторе начинает увеличиваться. В несимметричном триггере 37 59 развивается лавинообразный процесс переключения. Отрицательный перепад напряжения, возникший на стоке транзистора 47, прикладывается к положительному выводу диода 50, транзистор 48 закрывается. Возникший положительный скачок напряжения на его коллекторе через стабилитрон 51 и резистор 42 поступает на базу транзистора 49, вызывая максимальный ток в его коллекторной цепи. Светодиод 55 гаснет, зажигается светодиод 56 "подпитка", электромагнитное реле 58 обесточивается, включается электромагнитное реле 57, его контакты 73 включают цепь питания катушки 70 магнитного пускателя исполнительного органа регулятора. При увеличении давления в контролируемом объеме положительное напряжение управления, убывая, достигает область термостабильной точки переключения транзистора 47, он выходит из состояния насыщения. Напряжение сигнала на его стоке быстро увеличивается и через дозирующий диод 50 поступает на запоминающую емкость 46, увеличивая уровень напряжения на нем, воздействует на базу транзистора 48 и выводит его из состояния отсечки. Положительное напряжение на его коллекторе падает. В релейном усилителе развивается регенеративный процесс переключения, в результате которого положительный перепад напряжения на стоке транзистора 47 через соединительный диод 50 и резистор 39 поступает на запоминающий конденсатор 46 и на базу транзистора 48, вызывая максимальный ток в его коллекторной цепи. Возникший отрицательный скачок напряжения на его коллекторе прикладывается к отрицательному выводу стабилитрона 51, транзистор 49 закрывается, в этот момент гаснет светодиод 56, зажигается светодиод 55 "давление в норме", электромагнитное реле 57 обесточивается, включается электромагнитное реле 58, стоповые контакты 74 которого разрывают цепь питания катушки 70 магнитного пускателя, отключающего исполнительный орган регулятора. Затвор транзистора 47 фиксируется отрицательным напряжением смещения. При снижении давления до заданного значения технологический цикл подпитки повторяется снова. Кнопки 68, 69 осуществляют ручное управление катушкой 70 магнитного пускателя, тумблер 67 предназначен для ремонтных работ. При настройке конденсатор 46 исключается из схемы. Устройство может применяться в местных, дистанционных и централизованных автоматически действующих системах и позволяет свести к минимуму влияние на работу схемы разброса параметров параметрического датчика и элементов схемы от воздействия температуры окружающей среды.