Таблиця 2.4 – Технічні дані датчиків типу QBE2000-P

Електрика | Живлення

Напруга живлення

max. Допустиме відхилення напруги

Споживання струму | (SELV, PELV)

АС 24 В, 50...60 Гц або DC 16...33 В

±15% ???АС? 24?В

<4 мA

Вихідний сигнал | DC 0 ...10 В, Rнагр >10 kОм

(без гальванічної розв'язки, трьохжильний кабель, захист від неправильної полярності і короткого замикання )

Продовження таблиці 2.4

Функціональні дані | Діапазон вимірювань | 0...40 бар

Точність

Лінійність, гістерезис

Дрейф нуля | (FS = Full Scale)

<±0.3 % від всієї шкали

<30 мв

Температурний дрейф

Темп.Комп. на нулі

Темп.Комп. чутлив. |

<±0,015 % від всієї шкали

<±0,015 % від всієї шкали

Час опитування | <2 мс

Номінальний тиск | Відповідно до таблиці

Максимальний допустимий тиск і

тиск руйнування | 3x кратна величина від крайнього значення < 4 бар

2,5x кратна величина від крайнього значення > 4 бар

Робоче середовище

Допустима температура середовища | Нейтральні або слабко корозійні

рідини і гази, включаючи фреон

-40…+125єС

Орієнтація | Будь-яка

Позиція для монтажу | Зручна

Захист | Клас захисту | IP 67 по EN 60 529

Комунікація | Комунікаційний кабель | PVC, 1,5 м, 3 x 0,25 мм2

Різьбовий фіттінг | Зовнішня різьба G1/2"

Умови навколишнього середовища | Робота з умовами навколишнього середовища

| IEC 721-3-3

клас 3K7

-40...+85 °С

<95 %

Зберігання/ Перевезення

Умови навколишнього середовища

температура

вологість |

-40...+85 °С

<95 %

Стандарти | Електромагнітна сумісність

завадостійкість

завади, що випускаються |

EN 61 000-6-2, EN 61 326-1

EN 61 000-6-3, EN 55 022, EN 61 326-1

Матеріали | База | Нержавіюча сталь (1.4305)

Діафрагма | Кераміка

Кришка | Нержавіюча сталь (1.4305)

Ущільнювачі | FPM (Viton)

Зажим AQB22.1 | Пресований алюміній

Набір для монтажу AQB51.1 | Див. "Аксесуари"

Вага | З упаковкою | 0,24 кг

Вважаючи характеристики датчика тиску лінійними і врахувавши, що датчик здійснює перетворення значення тиску пари в котлі в напругу (діапазон 0-10 В) представимо датчик типу QBE2000-P2 пропорційною ланкою з коефіцієнтом передачі (10В-0В)/(200000Па-0Па) = 0,00005 В/Па.

Отже,

Оскільки вимірювальний елемент – датчик тиску – завжди включається в ланку зворотнього зв’язку, то при поданні на вхід одиничного стрибка при відсутності в системі статичної похибки, на виході отримаємо значення обернене до kДТ.

Тобто, 1/ kДТ = 20000.

Для того, щоб вихідний сигнал досягнув значення 80кПа (згідно технічного завдання), необхідно ввести в ланку зворотнього зв’язку підсилювач з коефіцієнтом підсилення kп = 0,25.

2.3 Вибір підсилювача потужності

Схема підсилювача потужності виглядає наступним чином:

Рисунок 2.7 – Схема підсилювача потужності

Функція передачі підсилювача представляється пропорційною ланкою:

, (2.2)

де kП = R4/R3 = 0,25.

Задамося R3 = 100 Ом.

Тоді R4 = 0,25 * R3 = 0,25 * 100 Ом = 25 Ом.

В якості операційного підсилювача вибрана мікросхема К140УД1. Операційний підсилювач (ОП) призначений для виконання різних операцій над аналоговими величинами при роботі в схемі з негативним зворотним зв'язком (ЗЗ). При цьому під аналоговою величиною мається на увазі неперервна напруга або струм.

За призначенням ОП поділяються на підсилювачі загального і спеціального використання. Загального використання ОП виготовляються виключно за напівпровідниковою технологією, мають низьку вартість, широкий діапазон напруги живлення, захищені від перевантаження вхід і вихід, невелике число навісних (тобто зовнішних) компонентів, які іноді можуть бути відсутніми. Операційні підсилювачі спеціального застосування звичайно є кращими від загальних за яким-небудь параметром [7].

Умовне графічне позначення даного ОУ зображено на рисунку 2.8.

Рисунок 2.8 – Умовне графічне позначення К140УД1

Позначення виводів:

1 – напруга живлення -Uп;

3,12 – контроль;

4 – загальний вивід;

5 – вихід;

7 – напруга живлення +Uп;

9 – інвертуючий вхід;

10 – неінвертуючий вхід.

2.4 Розрахунок параметрів диференціатора

На рисунку 2.9 зображена схема диференціатора на операційному підсилювачі.

Рисунок 2.9 – Типова схема диференціатора

Функція передачі диференціатора виглядає наступним чином:

, (2.3)

де Т3 = R1C, T4= (R1+R2)C.

Для того, щоб диференціатор “гасив” низькочастотні коливання і пропускав високочастотні необхідно, щоб виконувалася нерівність .

Задамося С = 100 мкФ = 1*10-4Ф, R1 = 200 кОм = 20*104 Ом.

Тоді T3 = 1*10-4Ф * 20*104 Ом = 20 с.

Нехай R1 = 800 кОм = 80*104 Ом.

Тоді T4 = (20*104 Ом + 80*104 Ом) * 1*10-4Ф = 100 с.

Перевіримо відношення постійних часу .

Розглянута схема диференціатора забезпечує послаблення низьких частот, які присутні у вхідному сигналі, і підсилення високих частот сигналу.

2.5 Вибір двигуна постійного струму як виконавчого пристрою

У локальних системах автоматичного управління (САУ), електроприводах промислових роботів і технологічного устаткування гнучких автоматизованих виробництв широко застосовуються колектори і безколекторні двигуни постійного струму, синхронні і асинхронні змінного струму, крокові двигуни.

При виборі необхідно враховувати наступні основні чинники:

1) функціональне призначення (виконавчий в системі автоматичного управління, силовий приводний, приводний в програмно-часовому пристрої і т.д.);

2) тип, можливості і обмеження джерела живлення двигуна і підсилювача потужності;

3) тип системи управління і вимоги до її статичних і динамічних характеристикам (цифрові системи управління, аналогові, комбіновані і т.д.);

4) конструкцію, характер навантажень і рухів об'єкту управління, з яким сполучений двигун;

5) умови роботи (ступінь агресивності середовища, її тиск, температуру, вологість, вібрації, інерційні навантаження), час роботи двигуна і ресурс безвідмовної роботи в заданих умовах;

6) орієнтовне значення передбачуваної вихідної потужності і ККД, необхідну потужність управління;

7) умови експлуатації (можливість контролю, можливість відновлення при відмові, час приведення в готовність);

8) вартість і експлуатаційні витрати.

Зупинимо свою увагу на двигунах постійного струму. Не дивлячись на ряд істотних недоліків, пов'язаних з наявністю ковзного контакту між щіткою і колектором, виконавчі двигуни (ВД) постійного струму широко використовуються в системах автоматичного управління, регулювання і контролю, оскільки володіють багатьма позитивними якостями, зокрема такими як: плавне, широке і економічне регулювання частоти обертання; практична відсутність обмежень на максимальну і мінімальну частоту обертання; великі пускові моменти; стійка лінійність механічних, а при якірному управлінні і регулювальних,