Лекция на казахском языке по дисциплине Теплотехническое измерение

2 БӨЛІМ. ЖЫЛУ ТЕХНИКАЛЫҚ БАҚЫЛАУ-ӨЛШЕУ АСПАПТАРЫ

2.1 тақырып. Өлшеу ақпаратының дистанциялық беріліс жүйелері мен өлшеу өлшеу түрлендіргіштері. Аспаптардың мемлекеттік жүйесі (АМЖ)

Өлшеу түрлендіргіштері. Аспаптардың мемлекеттік жүйесі (АМЖ) 

         Аспаптардың мемлекеттік жүйесі (АМЖ) ақпаратты алуға және пайдалануға, құралдардың дәлдігі мен сенімділігінің сипаттамаларына, олардың параметрлеріне, құрылымдық орындалуының ерекшеліктеріне, ақпаратты тасымалдағыштардың – белгілердің сипаттамалары мен параметрлеріне жалпы техникалық  талаптарға жауап беретін автоматизацияның барлық құралдары жататын кешен болып келеді. Маңызды бастапқы талаптар жүйесі МЕМСТ 12997-84 «АМЖ өнімдері. Жалпы техникалық шарттар» тұжырымдалған. Бұл стандартта олардың орындалуының блокты-модульды принцитері де көрсетіледі.

         Блокты-модульды принцип материалдың өзара ауысымдылығын және иілгіштігін, сонымен қатар, бөлшектердің, түйіндердің, модульдердің құрылымды унификациясын толық қамтамасыз етеді.

         Аспаптар блоктың және модульдің монтаждалуы жолымен пайда болады. Ал блоктар мен модульдер қарапайым түйіндерден (микромодульдер, тақташалар, коммутация құрылғыларынан және т.б.) құрастырылады. Унифицирленген модульдер мен блоктардың қолданылуы жалпы аспаптардың санын азайтады, жеке унифицирленген блоктар мен модульдердің ауысымы бір ғана рет жасалатындықтан, жөндеуге кететін шығындар да азаяды, және де жөндеуге кететін уақыт та үнемделеді.

Белгіні қалыптастыруға кететін қосалқы энергия көзінің түріне байланысты АМЖ құралдары мен құрылғыларының гидравликалық, пневматикалық және электрлік тетіктерін айырып қарастыруға болады. Белгіні қалыптастыруға кететін энергия бақыланушы ортадан алынады.

АМЖ-ның электрлік тетігі екі тетікшеге бөлінеді: дискреттік және аналогты.  Электрлік дискретті тетікте бақыланушы шаманың мәні дискреттік түрде ақпарат  болып беріледі, бұл жағдайда не болмаса релелік белгілер, не болмаса, кодтар: сандық емес (жиіліктік немесе импульстік) және сандық қолданылады.

Электрлік аналогты тетікте бақыланушы шаманың үздіксіз мәндері туралы ақпарат беріледі, ал оның ағымдағы мәні үздіксіз белгінің фазасымен, жиілігімен немесе арнадағы белгінің амплитудалық мәнімен анықталады. Мемлекеттік стандарттармен ауыспалы және тұрақты токтың кіріс және шығыс электрлік белгілерінің үздіксіз параметрлері қарастырылған:

тұрақты ток белгілері  0 ....5; -5 .... 0; 1,5; 0 ... 20; -20 ... 0+20 және 4 .... 20 мА; шығарушы-зауытпен келісіліп ток белгілерінің өзгеруі болатын аспаптар болуы да мүмкін 0 ... 100 және -100 ... 0 ... +100 мА;

тұрақты ток кернеуінің белгілері 0 ... 10; -10 ... 0 ... +10; 0 ... 20; -20 .... 0 ... +20; -50 ... 0 ... +50; 0 ... 100 ... және -100 ...0 ... +100 мВ; 0 ...1; -1 ... 0+1; 0 ... 5; -5 ... 0 ... +5; 0... 10 және -10 ... 0 ... +10 В;

ауыспалы ток кернеуінің белгілері 0,25 ... 0 .... -0,25; 0  ... 0,5; 1 ... 0 .... -1 және 0 ... 2В.

АМЖ-ның электрлік аналогты тетіктеріндегі ақпаратты алудың негізгі құрылғылары болып өлшеу түрлендіргіштері саналады, олар алынған  ақпаратты біркелкі формаға – унифицирленген ток белгісіне түрлендіреді. АМЖ-ның өлшеу аспаптарымен бірге жұмыс жасау үшін унифицирленбеген түрлендіргіштер де қолданылуы мүмкін. АМЖ-ның электрлік тетігінің аспаптары тек белгіні алыс қашықтыққа немесе аз кешіктіріп жіберу керек болатын технологиялық процестерде қолданылады.

АМЖ-ның пневматикалық тетігінде сығылған ауа энергиясы қолданылады. Шығыс пневматикалық белгілерінің жұмысшы диапазоны 0,02-0,1МПа шегінде болады. АМЖ пневматикалық тетігінің аспаптары жеңіл тұтанғыш және өртке қауіпті орталарда қолданылады.

Гидравликалық тетікте ақпараттың энергетикалық тасымалдағышы және сыртқы энергия көзі болып сумен немесе минерал майлармен пайда болатын гидравликалық белгілер саналады. Энерготасымалдағыш болып саналатын жұмысшы сұйықтығының қысымы 0,16 ... 6,4 МПа аралығында болады. АМЖ-ның гидравлиалық тетігінің аспаптары үлкен шарттардың көмегімен ғана орындаушы механизмдердің нақты ауысуын алуға мүмкіндік береді.

АМЖ аспаптары рационал жолмен технологиялық процестердің бақылау жүйесін техникалық құралдармен қамтамасыз ету мәселесін шешуге мүмкіндік береді.

Егер бақылау функциясы адамның қатысуынсыз (жартылай немесе толығымен) жүзеге асырылса, онда мұндай бақылау түрі автоматтық деп аталады. Дистанциялық емес (жергілікті) және дистанциялық бақылау түрлері болады. Жергілікті бақылауда өлшеу аспабы басқару объектісіне жақын немесе сол объектте орналастырылады. Мысалы, шыны термометрмен температураны өлшеу.

Дистанциялық емес бақылауда бақылаушы адам бақылау мәнін көру үшін орнынан тұрып, бақыланушы объектке барады. Сол себепті өнеркәсіпте (диірмен, пеш, айналып тұратын барабан және т.б.) дистанциялық бақылау қолдану тиімді. Дистанциялық бақылауда өлшеу құралдары бақылаудың қалқаншаларында, басқару пультының жанында орнатылады.

Дистанциялық бақылаудың қарапайым әдісі болып физикалық шамасын өзгеріссіз қашықтыққа өлшенуші параметрді беру саналады. Дистанциялық бақылауда жұмыс денесін (газ, сұйықтық және т.б.) құбыр арқылы өлшеу құралы орналасқан қалқаншаға апарады. Мысалы, газ қысымын өлшегенде түтік бойымен газ манометрге апарылады. Алайда бұл әдістің кемшіліктері өте көп: ақпаратты беру қашықтығы (50-60м) аз, жүйе төмен эксплуатациялық сенімділікке ие болып келеді.

Дистанциялық бақылаудың өлшенуші параметрі физикалық шамаға түрлендірілетін жүйесі аса кең тараған. Бұл жағдайда беріліс қашықтығы 3 км, ал белгілер байланыс сызығы арқылы беріледі.

Көптеген жағдайда дистанциялық бақылау жүйесі өлшеу түрлендіргішінен БА (біріншілік аспап), екіншілік құралдан ЕҚ және оларды байланыстырушы сызықтан тұрады. Өлшеу түрлендіргіші (біріншілік аспап) біріншілік, беріліс және аралық түрлендіргіштерге ие болуы мүмкін.

Біріншілік түрлендіргіші – бұл оған өлшенуші шама беріліп тұрған түрлендіргіш, яғни өлшеу тізбегінде бірінші болып беріледі. Біріншілік түрлендіргіш өлшенуші параметрді қабылдап, оны келесі жүйе элементіне енгізуге ыңғайлы етіп белгіге түрлендіреді. Біріншілік түрлендіргіштер бақылау объектісінде орналасады, оларға ауыспалы температуралар, қысым, қоршаған орта, бақыланушы параметрлер әсер етеді.

Беріліс өлшеу түрлендіргіші – өлшеу ақпаратының белгісін дистанциялық беруге арналған. Онда белгілі бір аралық шаманың шығыс белгісіне түрленуі жүзеге асырылады.

Екіншілік аспаптар көбіне қосымша шығыс түрлендіргіштерімен жабдықталады, аспаптың кинематикалық шығыс құрылғыларының бұрыштық немесе сызықтық ауысымын түрлендіреді, онда белгілер байланыс желісі арқылы қосымша көрсетуші аспаптарға ҚА беріледі. Беріліс түрлендіргіштерінің кеңінен тараған түрі болып трансформаторлық түрлендіргіштер саналады. Сызықтық ауысымның унифицирленген шығыс белгіге түрленуі үшін магнитті компенсациясы бар түрлендіргіштер; бұрыштық ауысымды түрлендіру үшін ферродинамикалық және жиіліктік; ал күшейтуді түрлендіру үшін электркүштік және пневмокүштік түрлендіргіштер қолданылады.

Аралық түрлендіргіштер – өлшеу тізбегінде біріншіліктен кейінгі орынды иеленетін түрлендіргіштер.

Масштабты өлшеу түрлендіргіштері – физикалық табиғатын өзгертусіз бір-ақ рет қана шаманы берілген санға өзгертуге арналған. Мысалы, кернеудің өлшеу трансформаторы, кернеуді бөлгіш және т.б.

Өлшеу түрлендіргіштері өзара ауысымды, өзара ауыспайтын және шектеулі өзара ауысыатын болып келеді. Өзара ауысушы түрлендіргіштер ешбір шектеусіз бір-бірін ауыстыра алады.