8-12. Электропневматические и пневмоэлектрические преобразователи
При создании комбинированных электропневматических Систем автоматического контроля, регулирования и управления применяют для получения непрерывных сигналов измерительной информации приборы с электрическими и пневматическими выходными сигналами. В этом случае для согласования рода энергии сигналов возникает необходимость применения электропневматических преобразователей для преобразования электрических сигналов постоянного тока в пневматический выходной сигнал. Для преобразования пневматических сигналов измерительной информации средств измерений в электрический выходной сигнал используются пневмоэлектрические преобразователи.
Электропневматические преобразователи. Рассмотрим в качестве примера устройство малогабаритного электропневматического преобразователя типа ЭПП-М. Этот преобразователь предназначен для пропорционального преобразования непрерывного
электрического сигнала постоянного тока в унифицированный пневматический сигнал
Принципиальная схема электропневматического преобразователя типа ЭПП-М изображена на рис. 8-12-1. Входным устройством служит магнитоэлектрический силовой механизм, состоящий из магнитопровода 2, постоянного магнита 1 и рамки 3, укрепленной на рычаге 4 с точкой опоры 5. Индикатор рассогласования состоит из сопла 6 и шарика 7, контакт которого с соплом осуществляется по острой кромке. Устройство обратной связи 8 представляет собой силовой элемент типа сопло-шарик. Сопло имеет развитую цилиндрическую часть, и поэтому шарик работает как поршень. Пневматический усилитель 9 выполнен по схеме, показанной на рис. 8-10-2.
Рис. 8-12-1. Принципиальная схема устройства электро-пневматического преобразователя типа ЭПП-М.
Перемещение силового элемента обратной связи вдоль рычага обеспечивает перестройку диапазона преобразователя на ±50%. Начало диапазона преобразования при нулевом входном сигнале устанавливается с помощью пружины-корректора нуля 10.
Класс точности преобразователя Входное сопротивление не более Изменение выходного сигнала преобразователя, вызываемое изменением температуры окружающего воздуха от до любой температуры от 5 до 50°С на каждые не превышает значения, определяемого по формуле (8-11-1) при . Изменение выходного сигнала преобразователя, вызываемое изменением давления питания на ±10% номинального значения не превышает половины абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности.
Изменение выходного сигнала преобразователя, вызываемое влиянием внешнего магнитного поля напряженностью образованного как переменным током частотой 50 Гц, так и постоянным током при любом направлении поля, не превышает основной погрешности.
Приборостроительной промышленностью выпускаются и другие типы электропневматических преобразователей с силовой компенсацией.
Пневмоэлектрические преобразователи. Пневмоэлектрические преобразователи для непрерывных входных и выходных сигналов могут быть выполнены как преобразователи прямого действия и как преобразователи компенсационного типа, использующие дополнительный источник энергии. Преобразователи прямого действия обладают меньшей точностью по сравнению с преобразователями компенсационного типа, однако стоимость преобразователей компенсационного типа выше, чем прямого действия.
На рис. 8-12-2 приведена схема устройства пневмоэлектрического преобразователя прямого действия типа ППЭ-6. Он предназначен для пропорционального преобразования неперывного пневматического сигнала в электрический сигнал.
Рис. 8-12-2. Схема устройства пневмоэлектрическо-го преобразователя прямого действия типа ППЭ-6.
Преобразователь состоит из двух основных элементов: измерительного блока 1, воспринимающего входной пневматический сигнал и дифференциально-трансформаторного передающего преобразователя 6 (§ 8-4), преобразующего входное давление в электрический выходной сигнал. В измерительном блоке в качестве упругого чувствительного элемента используется сильфон 2, снабженный винтовой пружиной 10. Пружина нижним концом закреплена во втулке 13, а верхним — во втулке 9, которая одновременно служит для центрирования и регулирования пружины.
С дном сильфона связан шток 12, верхний конец которого соединен с рычагом 8. Осью рычага является упругий шарнир 3. При повороте рычага перемещается ролик
4, который закреплен на скобе 7, соединенной со штоком сердечника 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя. Для уменьшения температурной погрешности шток сильфона снабжен биметаллическим компенсатором 11. Для удобства наладки преобразователя предусмотрена возможность регулировки дайны штоком сильфона и сердечника.
Пневматический сигнал измерительной информации первичного прибора подводится к пневмоэлектрическому преобразователю через штуцер в герметически закрытый кожухом измерительный блок 1. Под действием давления сильфон сжимается, что вызывает пропорциональное перемещение штоков, а следовательно, и сердечника дифференциально-трансформаторногопреобразователя.
Основная погрешность преобразователя ППЭ-6, выраженная в процентах от максимального хода сердечника, не превышает Максимальное значение хода сердечника составляет
Рассмотренный пневмоэлектрический преобразователь ППЭ-6 работает в комплекте с вторичными приборами дифференциальнотрансформаторной системы типа КИШ, КСД2 и др. Измерительные схемы дистанционной передачи с использованием дифференциальнотрансформаторных преобразователей рассмотрены в § 8-4.
В основу построения пневмоэлектрических преобразователей компенсационного типа положен принцип компенсации усилий. Преобразователи этого типа представляют собой измерительные устройства с отрицательной обратной связью, аналогичные рассмотренным выше,