Электрические системы передачи измерительной информации с унифицированным токовым сигналом

Одной из распространенных систем передачи измерительной информации является электрическая система с унифицированным токовым сигналом. Использование постоянного тока в этой системе повышает ее помехоустойчивость, так как позволяет исключить влияние индуктивность и емкости линий связи на сигнал измерительной информации и увеличивает протяжность канала связи до 5-20 км.

Приемниками информации в электрических системах передачи могут быть промежуточные преобразователи, регуляторы, измерительные приборы или средства вычислительной техники.

В качестве источников информации в электрических системах передачи с унифицированным токовым сигналом применяются первичные измерительные преобразователи, оснащенные преобразователями либо «сила - ток», либо «перемещение - ток».

Рис 6.5. Схема электрической системы передачи измерительной информации с преобразователем «сила - ток».

Магнитоэлектрический преобразовательный элемент состоит из стержневого постоянного магнита NS с П-образным магнитопроводом расположена круглая рамка 4, жестко закрепляя на рычаге 2. Обмотка рамки соединена с выходом электронного усилителя 7. Вход электронного усилителя соединен со вторичными обработками L и индикатора перемещения 6 рычага 2. Индикатор перемещения выполнен в виде дифференциально-трансформаторно преобразователя, на первичную обработку которого подается питание с электронного усилителя.

При изменении значения П равновесие рычажной системы нарушается, что приводит к перемещению рычага и укрепленного на нем сердечника 5 из магнитомягкого материала. Перемещение сердечника преобразуется индикатором перемещения 6 в электрический сигнал. , который поступает на вход электронного усилителя 7. Последний усиливает и преобразует в ток , подаваемый в линию связи и на вход элемента обратной связи – магнитоэлектрического преобразовательного элемента. При протекании тока по катушке 4 магнитоэлектрического преобразовательного элемента формируется сила

(6.15)

где В – магнитная индукция; - средняя длина витка катушки; n – число витков катушки.

Перемещение рычага 2 под действием сил R_x и R_oc происходит до тех пор, пока не наступит состояние равновесия:

(6.16)

В состоянии равновесия выходной сигнал преобразователя «сила - ток» связан с силой R_x зависимостью

(6.17)

Уравнение (6.17) представляет собой статическую характеристику преобразователя «сила - ток». Принимая во внимание статическую характеристику (6.5): R_x чувствительного элемента, запишем уравнение (6.17):

(6.18)

где k₀- коэффициент преобразования чувствительного элемента.

- коэффициент преобразования ПИП.

Уравнение представляет собой статическую характеристику ПИП.

Путем изменения коэффициента можно изменять диапазон измерений преобразователя в пределах %. Как и в пневматических преобразователях, изменение достигается изменением отношения .

Для преобразователя, настроенного на заданный диапазон измерений, например

0- , статическая характеристика имеет вид

(6.19)

где k – постоянный коэффициент, определяемый диапазоном изменения выходного сигнала и равный 5 для ПИП с диапазоном изменения выходного сигнала 0-5 мА.

Для ПИП с диапазоном измерений , статические характеристики имеют вид

(6.20)

если диапазон изменения выходного сигнала 0-5 мА или

(6.21)

если диапазон изменения выходного сигнала 0-20мА

Основная литература: [2-7, 24] (стр.25)

Дополнительная литература: [5-7]