Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Магнитоупругие преобразователи






 

Принцип действия и конструкция. Работа магнитоупругого преобразователя основана на магнитоупругом эффекте. Как известно, ферромагнитные вещества имеют области самопроизвольного магничивания (домены). В ненамагниченном состоянии вещества домены ориентированы хаотично и магнитные моменты отдельных доменов компенсируют друг друга. При помещении ферромагнитного тела в магнитное поле домены ориентируются в его направления. В слабом поле ориентация частичная; в сильном поле при маггитном насыщении материала ориентируются все домены. Ориентация доменов вызывает увеличение магнитной индукции, характерное для ферромагнитных материалов.

Если на намагниченный образец ферромагнитного тела воздействовать внешней механической силой, то тело деформируется, домены изменят свою ориентацию и индукция в материале изменяется. Явление имеет упругий характер. Если силу снять, то индукция примет прежнее значение. Поскольку абсолютная магнитная проницаемость вещества

то при заданной напряженности поля Н изменение индукции В экви­валентно изменению магнитной проницаемости.

Изменение индукции или магнитной проницаемости в ферромагнитных телах при действии на них силы называется магнитоупругим эффектом.

Рассмотренное явление используется для преобразования механи­ческой силы в электрическую величину.

Один из возможных типов магнитоупругого преобразователя пред­ставлен на рис. 2, а. Он представляет собой ферромагнитный сердечник с намотанной на нем катушкой. При действии силы F в материале сердечника возникает механическое напряжение, изменяется , следовательно, и магнитное сопротивление сердечника Rm а также индуктивность катушки L.

 

При расчете преобразователя и его чувствительности нужно в со­ответствии с законами и правилами механики рассчитать механические напряжения а в элементах конструкции и их зависимость от измеряемой силы.

Магнитная проницаемость зависит от напряженности поля.

Магнитопровод преобразователя следует делать без воздушных зазоров. Даже пришлифованные друг к другу стыки магнитопровода имеют большое магнитное сопротивление и уменьшают чувствительность преобразователя. При действии измеряемой силы воздушные зазоры изменяются, что приводит к возникновению погрешности.

При низких частотах питающего напряжения или в случае, когда сер­дечник собран из достаточно тонких пластин, магнитное поле равномерно заполняет все сечение преобралователя и поверхностный эффект выражен слабо. При сильно выраженном поверхностном эффекте магнитное сопротивление увеличивается, а чувствительность уменьшается.

Лучшими метрологическими характеристиками обладает магнитоанизотропный трансформаторный преобразователь, схема которого показана на рис. 2, в. Пока измеряемая сила не действует, магнитопровод такого преобразователя магнитоизотропен: его магнитная проницаемость одинакова во всех направлениях. Под действием механических напряжений магнитная проницаемость изменяется в направлении напряжения. Это изменяет магнитное сопротивление материала в том же направлении. Под действием механических напряжений материал становится магнитоанизотропным.

Преобразователь собран из пакета пластин, имеющих четыре отвер­стия. В отверстии уложены две обмотки: питания, и измерительная. Они расположены под углом 45° к направлению действия силы и под углом 90 ° друг к другу. При отсутствии измеряемой силы F магнитное поле, создаваемое обмоткой питания направлено параллельно виткам измерительной обмотки и не заходит в нее (рис 3 а)

В измерительной обмотке ЭДС не индуцируется. Под действием ' измеряемой силы магнитная проницаемость в направлении ее действия изменяется и изменяется магнитное сопротивление в том же направлении. Это деформирует магнитное поле (рис. 3, 6). Магнитный поток пронизывает измерительную обмотку и индуцирует в ней ЭДС Е2, пропорциональную действующей силе.

Функция преобразования при увеличении нагрузки магнитоупругих преобразователей отличается от функции преобразования при уменьшении нагрузки. Это отличие имеет гистерезисный характер и обусловлено магнитным и механическим гистерезисом. При статических измерениях гистерезис преобразователя больше, чем при динамических. Для уменьшения погрешности, вызванной гистерезисом, рекомендуется изготавливать преобразователи из материалов, имеющих возможно больший предел упругости и возможно меньшую петлю магнитного гистерезиса. Максимальные механические напряжения в магнитоупругом материале должны быть в 6-7 раз меньше его предела упругости. Погрешность, обусловленная гистерезисом, уменьшается после тренировки преобразователя. Тренировка производится 5—10-кратным нагружением силой, соответствующей пределу изменения преобразователя. Гистерезис может возникнуть также в результате сил! трения, если, например, магнитопровод не сплошной, а составной. Приведенную погрешность, вызванную гистерезисом, можно снизить до 0, 5-1 %.

Магнитоупругому преобразователю свойственно старение. При этом изменяется как магнитная проницаемость, так и внутреннее напряжение в материале преобразователя. Старение приводит к изменению электрических параметров и к изменению чувствительности. Изменение характеристик уменьшается после естественного (в течение нескольких месяцев) или ускоренного искусственного старения. Характеристики стабилизируются путем термообработки магнитопровода. Погрешность, вызванную изменением параметров, можно уменьшить применением дифференциальных преобразователей и дифференциальных схем включения. Таким образом, погрешность, обусловленную старением, можно уменьшить до 0, 5 %.

При изменении температуры изменяются магнитная проницаемость магнитопровода и электрическое сопротивление обмоток. При резко выраженном поверхностном эффекте изменение температуры сказы-вает меньшее влияние, чем при слабо выраженном. Для Уменьшения температурной погрешности используются дифференциальные схемы и специальные схемы температурной компенсации.

 

Э ЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ДЛЯ ПЕРИМЕТРАЛЬНЫХ ОГРАД И ЗДАНИЙ ГАРДВАЙР - серия GW400

НАЗНАЧЕНИЕ

Электронная система Гардвайр фирмы Джеокуип (Великобритания) является интеллектуальной многофункциональной системой, предназначенной для защиты объектов от попыток несанкционированного преодоления периметральных огражде­ний (оград, стен зданий т.п.).

 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Использование микрофонного эффекта в специальном сенсорном кабеле, ко­торый прикрепляется к ограде и регистрирует ее механические колебания при по­пытках вторжения на объект. Сигналы сенсора обрабатываются Анализатором, ко­торый при идентификации реальной попытки нарушения включает сигнал тревоги.

Микрофонный кабель

Сенсорный кабель представляет собой распределенный электромагнитный

микрофон. Он содержит два неподвижных__________

и два подвижных проводника, располо-
женных в зазоре между двумя гибкими
магнитными полосками полукруглого
сечения (рис. 1). Сердечник кабеля покрыт
изолирующим слоем и экраном. Снаружи
сенсорный кабель защищен

полиэтиленовой оболочкой.

Кабель монтируется на ограде и воспринимает вибрации ограды, создаваемые нарушителем при попытке проникнуть на объект. Подвижные проводники (рис.1) при этом перемещаются в магнитном поле и в них наводится электрическое напряжение, которое регистрируется зонным Анализа­тором.

 

Зонные анализаторы Гардвайр

Зонные анализаторы серии Гардвайр подключаются к многозонному Сигнали­затору серии GWMZA или к любой стандартной охранной панели. Сигнализаторы поставляются в 6-, 12- и 24-зонном вариантах и предназначены для использования как на обслуживаемых, так и на необслуживаемых объектах.

Прибор индицирует сигналы тревоги, обеспечивает контроль обстановки в зо­не путем прослушивания.

 

ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЖЕСТКИХ ПЕРИМЕТРОВЫХ ОГРАД ДЕФЕНСОР

НАЗНАЧЕНИЕ

Электронная система Дефенсор фирмы Джеокуип (Великобритания) является интеллектуальной многофункциональной системой, предназначенной для защиты объектов от попыток несанкционированного преодоления периметральных огражде­ний (оград, стен зданий т.п.).

 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Использование микрофонного эффекта в сенсорном Альфа-Кабеле, который прикрепляется к ограде и регистрирует ее механические колебания. Сигналы сенсо­ра обрабатываются Анализатором серии Дефенсор, который при идентификации реальной попытки нарушения включает сигнал тревоги.

Микрофонный Альфа-Кабель GDALPHA

Усовершенствованный
СенсорныйАльфа-Кабель

содержит два подвижных
чувствительных проводника,

помещенных в специальные трубки
с силиконовой смазкой. Вибрация
кабеля, вызванная попыткой
проникнуть через ограду, детекти-
руется проводниками, свободно
перемещающимися внутри трубок
(рис. 1). В проводниках при этом
наводится электрическое

напряжение, которое

регистрируется Анализатором. Проводники свернуты в спираль, что обеспечивает невосприимчи-вость кабеля к электромагнитным помехам и практически исключает ложные срабатывания системы по этой причине.

 

ИЗВЕЩАТЕЛЬ ОХРАННЫЙ ТРИБОЭЛЕ& ТРИЧЕСКИЙ БАГУЛЬНИК



СОСТАВ

• устройство обработки сигналов (УОС) - 2;

• панель управления и индикации (ПУИ) -1;

•стабилизатор напряжения -1.

УОС-1, УОС-2 обеспечивают усиление, обработку сигналов контроль исправ­ности ЧЭ, формирование сигналов тревоги для I и II участков соответственно или для обоих одновременно.

ПУИ предназначена для размещения на ней элементов регулировки чувстви­тельности участков и элементов, индицирующих сигналы тревоги.

Нарушитель, преодолевая ограждение через верх, воздействует на спираль АКЛ и на укрепленные на ней ЧЭ. В ЧЭ возникает полезный сигнал - серия импуль-сов напряжения в частном диапазоне 0, 2-2 Гц. Полезный сигнал в зависимости от того, на каком участке произошло нарушение, поступает на УОС-1 или УОС-2. В УОС сигнал усиливается, параметры его сравниваются с заданными значениями и если они входят в допустимые пределы, сопротивления входной цепи соответствующего УОС изменяется (не менее, чем в 100 раз).

При перерезании (обрыве) ЧЭ или уменьшении сопротивления изоляции на любом из участков в соответствующем УОС также изменяется сопротивление в вы­ходной цепи и формируется сигнал тревоги.

Пропадание напряжения питания вызывает изменение сопротивлений в вы­ходных цепях обоих УОС, и станционная аппаратура вырабатывает сигналы тревоги для обоих участков.

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Зоной обнаружения извещателя «Багульник» следует считать спираль АКЛ с укрепленными на ней ЧЭ:

■ длина зоны обнаружения, м не более 400;

■ количество участков в зоне обнаружения 2;

■ ЧЭ трибоэлектрический кабель типа КТМ 1, 5x2;

■ количество ЧЭ для извещателя 4 (по 200 м); * удаление ЧЭ от электромеханических устройств, м не менее 5.

 

По одному из каналов:

при механическом воздействии на ЧЭ (на ПУИ) кратковременно загорается све-тодиод (кан. I) или (кан. II);

при неисправностях ЧЭ (обрыве, уменьшении сопротивления изоляции между проводниками кабеля менее 100 кОм) мигает светодиод (кан. I) или (кан. II) с час­тотой f = 1±0, 5 Гц);

По двум каналам одновременно:

■ при открывании крышки ПУИ (мигают светодиоды (кан. I) или (кан. II) с частотой f= 1±0, 5 Гц);

■ при пропадании напряжения питания (ни один светодиод не горит).

Питание датчика осуществляется от сети постоянного тока напряжением 24±12/9 В с пульсациями не более 300 мВ, при заземлении от источника постоянного тока допускается зажим не заземлять.

Мощность потребляемая извещателем - 3Вт.


 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.