Часть I.

Автоматизированный контроль технологических параметров.

Введение. Основные понятия.

а) Структура измерительного устройства.

При любом виде управления производством одним из важнейших этапов является получение информации о состоянии объекта управления. Этот этап связан с определением (измерением) различных величин (давление, температура, расход и т.д.), отражающих ход технологического процесса.

Следовательно, чтобы управлять производством, надо сначала измерить необходимые величины.

Под измерением понимают нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, называют измерительным прибором.

Средство измерения, вырабатывающее сигнал в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не позволяющее наблюдателю осуществить непосредственное восприятие, называют измерительным преобразователем.

В измерительной технике используют понятие первичный измерительный преобразователь (датчик) – чувствительный элемент, непосредственно воспринимающий контролируемую или регулируемую величину.

Датчики классифицируют по ряду признаков:

1. по виду контролируемой величины (датчики давления, температуры, уровня и т.д.)

2. по принципу действия (см. ниже.)

3. по виду и характеру выходного сигнала.

(электрические, пневматические и гидравлические)

напряжение, сила тока, давление или расход давление или расход частота или фаза газа жидкости.

Сигналы могут быть непрерывными или прерывистыми (дискретными).

Основная характеристика датчиков – статистическая характеристика – зависимость выходной величины датчика от входной в установившемся режиме.

.

Чувствительность датчиков или их коэффициент усилий определяется как

,

где и– номинальные значения входа и выхода

порог чувствительности датчика – наименьшее изменение входной величины, которое вызывает изменение выходной величины, превышающее уровень шумов на выходе.

Требования к датчикам в САР

1. Линейность статической характеристики

2. Большая чувствительность

3. Быстродействие

4. Высокая надежность.

Датчики находятся в особо тяжелых условиях эксплуатации: они размещаются либо на самом объекте контроля и управления, либо возле него, работают при переменных tC и Р окружающей среды, часто в условиях вибраций и сотрясений. Поэтому обеспечение высокой эксплуатационной надежности – одно из главных требований к датчикам

б) Методы измерения.

1) В тех случаях, когда измерительные приборы для удобства обслуживающего персонала устанавливаются на самих объектах контроля ("по месту"), значение контролируемой величины считывается здесь же с помощью показывающих приборов (Здесь имеет место – местный контроль, при местном контроле необходимо учитывать условия работы самого объекта контроля. Применяется редко.).

2) В большинстве случаев измерительные приборы, необходимые для получения информации о процессе, устанавливают не "по месту", а в специальном помещении (диспетчерская), размещая их на щитах и пультах. Рядом с объектом располагают только первичный преобразователь – датчик. Системы, позволяющие вести контроль объекта на расстоянии называются системами дистанционного контроля. Они состоят из датчика, канала связи и вторичного прибора.

Д

КС

Схема дистанционного контроля

Д – датчик,

КС – канал связи,

ВП – вторичный прибор.

в) вторичный прибор – устройство, воспринимающее сигнал от датчика и преобразующее его в перемещение указателя относительно шкалы, а также осуществляющее, в случае необходимости, запись значений контролируемой величины.

В качестве вторичных приборов широко применяются мосты, дифференциально-транспортные приборы и приборы, основанные на компенсационном методе измерения (потенциометры).