Avtomatlashtirish va boshqarish

Silfonli manometrlar
Silfonli manometrlarning sezgir elementi bo‘lib, yupqa qalinlikdagi halqasimon gofralik devorga ega bo‘lgan silindrik idish, silfon tushuniladi.

Silfon latundan, berilla bronzasidan va zanglamas po‘latdan tayyorlanadi (rasm 45.). O‘lchanaѐtgan bosimning ortishi bilan, silfon (3) deformatsiyalanishni boshlaydi va bu xol o‘lchanaѐtgan bosim silfon tubiga (2) ta'sir etib hosil qilaѐtgan kuch bilan silfon bikirligi o‘zaro muvozanatlanguncha davom etadi. Silfon tubining siljishi uzatish qurilmasi yordamida strelkaga (1) uzatiladi.

Shuningdek, o‘lchanayotgan bosim silfon tepasidagi germetik bo‘shliqga
beriladigan silfonli manometrlar ham ishlab chiqariladi. Membrana yoki silfon tubining faqat bosimga bog‘liq ravishda siljishini ta'minlash uchun bikir prujinali membrana va silfonli manometrlar ishlatiladi.
Silfonli manometrlarning quyidagi turlari ishlab chiqariladi: Pnevmatik va elektr signal o‘zgartirgichli silfonli manometrlar MS-P, MS-E (0-0,04 chegaradan, 0-2,5 MPa chegeragacha), pnevmatik va elektr signal o‘zgartirgichli silfonli vakuummetrlar VS-P, VS-E, naporomerlar NS-P, NS-E, tyagomerlar TS-P, TS-E, hamda monovakuummetrlar MVS-P MVS-E.

Ma'ruza №16.
Bosim o‘lchashda ishlatiladigan elektr asboblar.Qarshilikli,sig’imli
va pyezoelektrik monometrlar.
Reja:

1. Qarshilikli, sig‘imli va pezoelektrik manometrlar.

   
   

2. Tenzorezistirli bosim o‘lchash o‘zgartirgichlari.

   
   

Elektr asboblarning ishlash prinsipi bosimni u bilan funksional bog‘liq bo‘lgan biror elektr kattalikka bevosita yoki bilvosita o‘zgartirishga asoslangan. Bularga induktiv, sig‘imli, qarshilikli, pezoelektr va boshqa manometrlar kiradi.

Bosim o‘lchashning eng ko‘p tarqalgan vositalari kuch kompensatsiyasi asosida qurilgan asboblar hisoblanadi. Biroq ular harorat xatoligi, tez ta'sirchanligi, gabarit o‘lchamlari va massasi bo‘yicha ancha mukammal induktiv, sig‘imli, tenzorezistorli, pezoelektrik o‘zgartkichlardan orqada qoladi. Bundan tashqari, kuch kompensatsiyali o‘zgartkichlarning va pishangli tizimlarning tuzilishida harakatlanuvchi qismlarning bo‘lishi o‘lchash vositalarining zarbga chidamliligiga qo‘yiladigan zamonaviy talablarning qondirilishini qiyinlashtiradi.
H ozir mikroelementli texnikani keng joriy kilish xamda konstruktiv yechimlarni takomillashtirish asosida yuqorida qarab chiqilgan bosimni o‘lchashning an'anaviy vositalari yanada zamonaviy kompleks qurilmalar bilan siqib chiqarilmoqda. Bu albatta, turli tarmoqlarda TJABT ni yaratishda shart va talablarning turli tumanligi sababli avval ishlab chiqarilgan bosimni o‘lchash o‘zgartkichlaridan (BO‘O‘) foydalanishdan to‘la voz kechish kerakligini anglatmaydi.
Induktiv asboblarning ishlash prinsipi g‘altak induktivligining tashqi bosim ta'siridan o‘zgarishiga asoslangan.
16.1-rasmda induktiv o‘zgartiruvchi element bilan jihozlangan bosimni o‘lchash o‘zgartkichining sxemasi ko‘rsatilgan. Bosimni qabul qiluvchi membrana 1 o‘ramli elektromagnit 2 ning harakatlanuvchi yakori hisoblanadi. Ulchanayotgan bosim ta'sirida membrana siljiydi, bu induktiv o‘zgartkichli elementning elektr qarashiligini o‘zgartiradi. Agar g‘altakning aktiv qarshiligi, magnit oqimlari hisobga olinmasa va o‘zakda yo‘qotilsa, o‘zgartkich elementning L induktivligini quyidagi tenglama bo‘yicha aniqlash mumkin.
L=W2μ0·S/δ (16.1)

bu yerda, W — g‘altak o‘ramlari soni, μ0 — .havoning magnit singdiruvchanligi, S — magnit o‘tkazgich ko‘ndalang kesimining yuzi, δ—havo oraligining uzunligi.

Membrananing deformatsiya kattaligi o‘lchanayotgan bosimga mutanosibligini e'tiborga olib,
δ=K·P (16.2)
(16.1) tenglamani quyidagi ko‘rinishga keltiramiz:
L=W2·μ0·S/K·P (16.3)
(16.3) tenglama bosimni o‘lchash induktiv o‘zgartkichning statik xarakteristikasini ifodalaydi.
L ni o‘lchash, odatda, o‘zgaruvchan tok ko‘priklari yoki rezonansli LC-konturlar tomonidan amalga oshiriladi. 0,5... 1,0 MPa bosimda membrananing qalinligi 0,1 ...0,3 mm, bosim 20...30 mPa bo‘lganda esa 1,3 mm. Membrananing siljishi millimetrning yuzdan bir ulushini tashkil etadi. Induktiv bosim o‘zgartkichlarning asosiy xatosi ± (0,2—5)%.
Sig‘imli manometrlarning ishlash prinsipi bosim o‘zgarishi bilan yassi kondensator qoplamalari orasidagi masofani o‘zgartirishi natijasida uning sig‘imining o‘zgarishiga asoslangan. Sig‘imli manometrning prinsipial sxemasi 3.8-rasmda keltirilgan. O‘lchanayotgan bosim asbobga naycha 1 orqali beriladi va membrana 2 orqali qabul qilinadi. Membrana 2 va elektrod 3 kondensator qoplamalarini hosil qiladi. Kondensator esa o‘lchash sxemasiga ulagich 4 lar orqali bajariladi. Kondensator sig‘imining qoplamalar o‘rtasidagi masofaga bog‘liqligi quyidagi tenglama bo‘yicha aniqlanadi
(16.4)
bu yerda, S — qoplamalar yuzi; ε — qoplamalar orasidagi muhitning dielektrik singdiruvchanligi; l — qoplamalar orasidagi masofa.
Bosim ta'sirida membrana egilib, etektrod 3 ga yaqinlashadi. Membrananing egilishi natijasida l masofa o‘lchanayotgan bosimga nisbatan mutanosib o‘zgaradi. Qoplamalar yuzi va dielektrik singdiruvchanlik o‘lchash jaraenida o‘zgarmaydi.
Shuning uchun, (16.4) ifodani quyidagicha yozish mumkin:
C=K/l (16.5)
bu yerda, K=S·ε
Shunday qilib, kondensator sig‘imi o‘lchanayotgan bosimga mutanosibdir. S ni o‘lchov axboroti signaliga aylantirish uchun, odatda, o‘zgaruvchan tok ko‘priklaridan yoki rezonansli LC- konturlardan foydalaniladi. Sig‘imli asboblar 120 mPa gacha bo‘lgan bosimni o‘lchashda qo‘llanadn. Membrananing qalinligi 0,05...1 mm. Ulardan tez o‘zgaruvchi bosimlarni o‘lchashda foydalaniladi. Sig‘imli manometrlarning ko‘rsatishiga atrof muhitning harorati ta'sir qiladi. Chunki harorat o‘zgarishi natijasida qoplamalar orasidagi masofa o‘zgaradi. Sig‘imli manometlarning yana bir kamchiligi parazit sig‘imlar ta'siridir. O‘lchash xatoligi asbob shkalasining ±0,2...5% idan oshmaydi.
Qarshilik manometrlarining ishlash prinsipi sezgir element qarshiligining tashqi bosim ta'sirida o‘zgarishiga asoslangan. Sezgir elementlar qatoriga manganin, platina, konstantan, volfram, yarimo‘tkazgich va hokazolar kiradi. Qarshilik manometrlarida qo‘llash uchun eng qulayi manganindir.
Manganin ∆R elektr qarshilik orttirmasining R bosimga nisbatan chiziqli bog‘lanishiga ega:
∆R=Kp·R·P (16.6)
bu yerda, Kr—manganin qarshiligining o‘zgarish koeffitsnenti, 1/Pa; R — qarshilik, Om.
Manganin qarshiligining chiziqli bog‘lanishi tajriba ma'lumotlaridan 3000 mPa bosimgacha tasdiqlanadi. Bundan tashqari, manganin zlektr qarshiligining harorat koeffitsienti juda kichik. O‘zgartgich sezgirligining kichikligi bu manometrlarni juda yuqori (100 mPa dan ortiq) bosimlarni o‘lchash uchun qo‘llashga yo‘l qo‘ymaydi. Manganin uchun Kr =22,95·10-2 dan 24,61·10-2 1/Pa gacha.
O‘zgartgichdagi manganin qarshiligini o‘lchash uchun, odatda, ko‘priklar, aniq o‘lchovlar uchun esa potensiometrlar qo‘llanadi. Manganin qarshilikli manometrlarning yo‘l qo‘yadigan asosiy xatosi ± 1 % dan oshmaydi. Asbobsozlik sanoatida chiqarilayotgan MM-2500 manganinli manometrlar 2500 mPa gacha bosimni o‘lchaydi.
Yarimo‘tkazgichli datchiklarning pezokoeffitsienti manganinnikidan ming marta ortiq, lekin datchiklar qarshiligining bosimga bo‘lgan bog‘lanishi nochiziqlidir. Bundan tashqari, katta miqdordagi gisterezis mavjud bo‘lib, harorat ham o‘z ta'sirini ko‘rsatadi. Yarimo‘tkazgichli qarshilik datchiklari mexanik jihatdan pishiq emas, ular 10 mPa dan ortiq bosimlarni o‘lchashga yaroqsiz.
Elektr qarshilik usuli bo‘yicha bosimni o‘lchashda sezgir element sifatida tenzodatchiklar qo‘llaniladi. Tenzometrning ishlash prinsipi kuch yoki unga mutanosib bo‘lgan deformatsiyani deformatsiyalangan jismga yopishtirilgan sim qarshiligining o‘zgarishiga aylantirishdan iborat.
Detaliga yopishtirilgan tenzodatchiklar o‘lchanayotgan bosim R ni elektr qarshilik o‘zgarishi bilan sezadi. Bu tenzosezgirlik koeffitsienta KT bilan baxolanadi:
(16.7)
Bunda ∆R/R— tenzometr qarshiligining nisbiy o‘zgarishi; ∆l/l — cimning nisbiy deformatsiyasi; Kt — koeffitsient qiymati metallar uchun 0,5 ... 4,0 chegarasida bo‘ladi.
Yuqori metrologik va foydalanish xarakteristikalariga ega bo‘lgan tenzorezistorli bosimni o‘lchash o‘zgartkichlari bir qator afzalliklariga ko‘ra: gabarit o‘lchamlari va massasi kichik, vaqt bo‘yicha yuqori darajada barqaror, aniqligi yuqori, tebranishga chidamliligi, turli agressiv muhitlar bilan kontaktda ishlashi mumkinligi, uchqunga havfsiz qilib ishlaganiga ko‘ra yanada kengroq tarqalmoqda. Avtomatik nazoratning sanoat tizimlari uchun va o‘zgarmas tokning (0...5; 0...20 yoki 4...20 mA) standart chiqish signallari bilan ishlovchi mikroprotsessor texnikasi asosidagi TJABT tarkibidagi tizimlar uchun Sapfir turkumidagi elektr o‘lchov tenzometrik o‘zgartkichlari majmuasi ishlab chiqarilmoqda: odatdagicha ishlangan Sapfir-22 va portlashdan himoyalangan turdagi Sapfir-22 Ex. O‘zgartkichlarning aniqlik sinfi 0,25 va 0,5.
Sapfir turkumidagi o‘lchov o‘zgartkichlar majmuasi mutlaq va ortiqcha bosimni, siyraklanishni, shuningdek suyuqlik va gazlarning sarflanishini, kimyoviy aktiv, qovushoq va kristallanuvchi suyuqliklarning sath balandligini, suyuq muhit zichligini va bosim bilan bog‘liq boshqa kattaliklarni keng doirada nazorat qilishga imkon beruvchi datchiklar qatoriga kiradi. Sapfirning ishlash prinsipi kremniyning geteroepitaksial plyonkalaridagi tenzorezistiv effektdan foydalanishga asoslangan. O‘lchanayotgan parametrning ta'siri texnoplyonkali yarim o‘tkazgichli tenzorezistorli elementni deformatsiyalaydi. Tenzorezistorlar deformatsiyasi natijasida qarshilikning o‘zgarishi elektron qurilmalar yordamida me'yorlashtirilgan tokli chiqish signaliga aylanadi.
Sapfir-22 o‘zgartkichi komplekti kuchaytiruvchi qurilmasi bo‘lgan o‘lchov blokidan va manba blokidan iborat. Sezgir element deformatsiyasi, o‘lchanayotgan parametrning mutanosib kattaligi kremniyli tenzorezistorlarning qarshiligini o‘zgartiradi. Elektron qurilma qarshilikning bu o‘zgarishini o‘zgarmas tokning me'yorlashtirilgan chiqish signaliga almashtiradi.