«texnalogik jarayonlarni avtomatlashtirish fanidan»

Datchiklarning asosiy ko‘rsatkichlari
Datchiklarning turlari ko‘p bo‘lishiga qaramay, ular bir xildagi bir necha asosiy ko‘rsatkichlarga ega:
Statik tavsifnomasi - chiqish kattaligini kirish kattaligiga bog‘liqligi(3-rasm).
Statik tavsifnomasi chiziqli datchiklar (a) uchun sezgirlik koeffityenti o‘zgarmaydi.

3-rasm. Datchiklarning statik tavsifnomalari

Statik tavsifnomasi nochiziqli datchiklar uchun sezgirlik koeffitsiyenti har xil nuqtalarda (3-rasm)(b)har xil bo‘ladi va bu kattatik differensial sezgirlik deyiladi. Uni aniqlash uchun quyidagi formula qo‘llaniladi:

(1)
Datchikning absolyut xatoligi - datchikning chiqish signalining haqiqiy va uning hisoblangan qiymatlarning farqi, ya’ni

(2)
ga teng.

Datchikning nisbiy xatoligi - (3)

Datchikning dinamik tavsifnomasi chiqish signalining vaqt mobaynida o‘zgarishini ko‘rsatadi.

2.2 Texnologik jarayonlarda diskret chiqishli datchiklar xarakteristikasi

Elektromagnitli datchiklar sodda tuzilishi va puxtaligi bilan avtomatika tizimlarida keng miqyosda qo‘llanib kelinmoqda. Elektromagnitli datchiklar kirish kattaligini o‘zgarishi bo‘yicha induktiv, transformator va magnitoelastik turlariga bo‘linadi. Induktiv va transformator datchiklarning (2.6 - rasm) ish prinsipi po‘lat yakorning holati o‘zgarilganda po‘lat o‘zakli cho‘lg‘amning induktivligi o‘zgarishiga asoslangan. Induktiv va transformator datchiklari o‘zgaruvchan tok zanjirlarida ishlab, mikronning undan bir qismidan to bir necha santimetrgacha bo‘lgan xarakatlarni o‘lchaydi va ularni nazorat qiladi. Oddiy induktiv datchikning sxemasi va uning statik tavsifnomasi - rasmda ko‘rsatilgan. Datchikning kirish kattaligi havo bo‘shlig‘i bo‘lib, chiqish kattaligi Ia . ikkilamchi asbobdagi tok bo‘ladi. Ia qiymati cho‘lg‘amning induktiv qarshiligi hamda o‘lchov asbobining aktiv qarshiligiga bog‘liq.
Differensial datchiklarda kirish signalining belgisi o‘zgarilganda chiqish signalining belgisi ham unga mos ravishda o‘zgaradi. Тransformator datchiklarda (2.6- rasm) kirish signali plunjer yoki yakorning xarakati bo‘lib, chiqish signali esa I1 - I2 toklarning geometrik ayirmasi bo‘ladi. Yakorning neytral holatida I1 - I2, demak o‘lchov asbobida tok yo‘qligini bildiradi. Yakorning holati o‘zgarilishi bilan cho‘lg‘amlarning induktivligi o‘zgaradi va I1 ,I2 toklarining muvozanatlari o‘zgaradi. Natijada o‘lchov asbobidan I= I1-I2 toki oqib o‘tadi. Ushbu tokning fazasi yakorning xarakatlanish yo‘nalishiga bog‘liq bo‘ladi. Тransformator datchikning sxemasi 2.6.d – rasmda ko‘rsatilgan. Bu yerda kirish kattaligi burchak xarakati bo‘lib, chiqish kattaligi esa ikkilamchi asbobdagi tok bo‘ladi. Yakorning neytral holatida, ya‘ni 1= 2 o‘rta o‘zakda EYUK hosil bo‘lmaydi, chunki chetlardagi cho‘lg‘amlar qarama-qarshi yo‘nalishda o‘ralgan va ular o‘zaro teng. Yakorning xarakatlanishi bilan cho‘lg‘amlardan birining magnit qarshiligi kamayadi, ikkinchisiniki esa oshib ketadi. Natijada o‘rta cho‘lg‘amda EYUK hosil bo‘lib, ikkilamchi asbobdan tok oqib o‘ta boshlaydi. Ko‘rib chiqilgan prinsip asosida amalda ko‘pgina o‘lchov asboblari, jumladan misol sifatida, induktiv manometr shu prinsip asosida ishlaydi (2.7- rasm). Induktiv manometr sezgir element 3, unga biriktirilgan yakor 6 va po‘lat o‘zakli cho‘lg‘amdan iborat. O‘lchanayotgan bosim quvurcha 1 orqali bo‘shliq 2 ga kelib, membrana 3 ni bukadi, natijada o‘zak 6 cho‘lg‘am o‘zagi 4 ga qarab xarakatlanadi. Demak cho‘lg‘amning induktivligi o‘lchanayotgan bosimga proporsional o‘zgariladi. Chiqish signali esa 8 klemmalardan 5 olinadi. Bunday datchikarning statik tavsifnomasi kichik qismda chiziqli bo‘lganligi tufayli ular qishloq va suv xo‘jaligi ishlab chiqarishida juda kam qo‘llaniladi. Bunday kamchiliklar differensial datchiklarda bartaraf qilingan. Bundan tashqari differensial datchiklarda kirish signalining belgisi o‘zgarilganda chiqish signalining belgisi ham unga mos ravishda o‘zgaradi. Тransformator datchiklarda (2.6, b - rasm) kirish signali plunjer yoki yakorning xarakati bo‘lib, chiqish signali esa I1 - I2 toklarning geometrik ayirmasi bo‘ladi. Yakorning neytral holatida I1 - I2, demak o‘lchov asbobida tok yo‘qligini bildiradi. Yakorning holati o‘zgarilishi bilan cho‘lg‘amlarning induktivligi o‘zgaradi va I1 ,I2 toklarining muvozanatlari o‘zgaradi. Natijada o‘lchov asbobidan I= I1-I2 toki oqib o‘tadi. Ushbu tokning fazasi yakorning xarakatlanish yo‘nalishiga bog‘liq bo‘ladi. Тransformator datchikning sxemasi 2.7, d - rasmda ko‘rsatilgan. Bu yerda kirish kattaligi burchak xarakati bo‘lib, chiqish kattaligi esa ikkilamchi asbobdagi tok bo‘ladi. Yakorning neytral holatida, ya‘ni 1= 2 o‘rta o‘zakda EYUK hosil bo‘lmaydi, chunki chetlardagi cho‘lg‘amlar qarama-qarshi yo‘nalishda o‘ralgan va ular o‘zaro teng. Yakorning xarakatlanishi bilan cho‘lg‘amlardan birining magnit qarshiligi kamayadi, ikkinchisiniki esa oshib ketadi. Natijada o‘rta cho‘lg‘amda EYUK hosil bo‘lib, ikkilamchi asbobdan tok oqib o‘ta boshlaydi.

Induktiv va transformator datchiklarining sxemalari va ularning tavsifnomalari

Induktiv manometrning sxemasi.
Magnitoelastik datchiklarning ish prinsipi ferromagnit materiallarni yoki mehanik kuchlar ta‘sirida magnit singdiruvchanligi o‘zgarishiga asoslangan.
Ushbu datchiklar har hil ko‘rinishdagi o‘zaklar va ularga o‘ralgan bitta yoki bir necha cho‘lg‘amlardan iborat. F kuchi ta‘sirida bir vaqtning o‘zida o‘zakning geometrik o‘lchamlari hamda magnit singdiruvchanligi o‘zgariladi.

Magnitoelastikli datchikning sxemasi va tavsifnomasi.
Хoll elementi yoki Хoll datchigi magnit maydonga joylashtirilgan to‘rt chiqish klemmalariga ega bo‘lgan yarim o‘tkazgich plastinadan iborat
Хoll elementining sxemasi.
Хoll elementining ish prinsipi quyidagicha. Ikkita chiqish klemmalariga tok uzatiladi. Magnit maydon o‘zgarishi bilan elektronlar xarakat yo‘nalishini o‘zgartirib qolgan ikkita chiqishda kuchlanishni hosil qiladi. Shunday qilib kirish kattaligi bo‘lib mexanik ta‘sirda hosil bo‘ladigan magnit maydoni o‘zgarilishi chiqish kattaligi kuchlanishining o‘zgartirilishi bo‘ladi.
Sig‘im datchiklarida xilma-xil kirish kattaliklarni (chiziqli va burchak xarakatlarni, mexanik kuchlanish, satx va kabilar) sig‘im o‘zgarilishiga aylantiriladi. Amalda sig‘im datchiklari kondensatorlardan yasaladi. O‘lchaydigan kattaliklariga qarab sig‘im datchiklari yuzasi o‘zgaruvchan, oraliq masofasi o‘zgaruvchan va dielektrik singdiruvchanligi o‘zgaruvchan turlariga bo‘linadi.

Sig‘im datchiklarining turlari.
O‘lchash aniqligini va sezgirligini oshirish maqsadida sig‘im datchiklari ko‘priksimon sxemalarga ulanadi. Yuqorida ko‘rib chiqilgan prinsip asosida sig‘im manometrlari ishlaydi. O‘lchanayotgan bosim asbobga quvur 1 orqali uzatilib, membrana 2 orqali qabul qilinadi. Membrana o‘z navbatida plastina 3 bilan kondensatorni hosil qiladi. Kondensator sxemaga klemma 4 lar yordamida ulanadi. Bosim ta‘sirida membrana egilib plastinaga yaqinlashadi va kondensatorning sig‘imini o‘zgartiradi. Shunday qilib kondensator sig‘imi o‘lchanayotgan bosimga proporsionaldir.

Sig‘im manometrining sxemasi.
Sig‘im datchiklarining afzalliklari: soddaligi, ixchamligi, arzonligi va kichik inersionligi. Kamchiliklari: chiqish signalining quvvati pastligi, o‘lchov natijalari atrof muhit ko‘rsatkichlariga bog‘liqligi, ulaydigan simlar va qurilma metall qismlarning sig‘imlari turlicha ta‘sir qilib, detallarning o‘zaro joylashishiga bog‘liq.
Хarorat barcha texnalogik jarayonlarning muxim ko‘rsatkichlaridan biridir. Qishloq va suv xo‘jaligida ko‘pgina texnologik jarayonlar ular o‘tayotgan sharoit xaroratiga bog‘liq. Jism, suyuqlik yoki gazning xarorati nazorat qilayotgan muxitning yoki u bilan issiqlik kontaktida bo‘lgan mahsus elementning xaroratini o‘lchab aniqlanadi. Amalda xarorat datchiklarining sezgir elementlari sifatida issiqlik tasirida o‘zining fiziko-mexanikaviy xususiyatlarini keng diapazonda o‘zgartirib, boshqa kattaliklar (namlik, muxitning tarkibi, xavo bosimi ta‘sirida xususiyatlarini o‘zgartirmaydigan materiallardan foydalaniladi. Хarorat datchiklarining sezgir elementlari issiqliqga kengayish koeffensenti maksimal ko‘rsatkichiga ega bo‘lishi kerak. Ishlash prinsipi jihatdan xarorat datchiklari suyuqlik, bimetallik va dilatometrik datchiklariga hamda termoparalar va termorezistorlarga bo‘linadi.
Suyuqlik datchiklari -2000 S dan +7500 C gacha oralig‘idagi xaroratni o‘lchashda ishlatiladi. Shisha termometrlarning ishlatish usuli sodda, aniqligi yetarli darajada yuqori va arzon bo‘lganligi sababli sanoatda keng tarqalgan. Suyuqlikli termometrlarning ishlash prinsipi termometr suyuqligining xajmi xarorat ko‘tarilishi yoki pasayishi tufayli o‘zgarilishiga asoslangan. Shishali termometrning suyuqligi sifatida simob, toluol, etil spirti, efir va boshqalar ishlatiladi. Suyuqlikli datchiklarning kirish signali xarorat o‘zgarilishi t bo‘lib, chiqish signali kapilyardagi ustunning balandligi bo‘ladi: ΔH=ΔV/S, (2.14) bu yerda: ΔV=V(B-3*ΔQ) - suyuqlik xajmining o‘zgarilishi; S- kapilyarning kesim yuzasi; B- suyuqlikning issiqlikka kengayishkoeffitsiyenti; V- suyuqlikning boshlang‘ich hajmi; I- kapilyar materialining issiqlikga kengayish koeffitsiyenti. Suyuqlik termometrlariga qo‘shimcha elementlar kiritish natijasida ular avtomatika tizimlarida qo‘llanish imkoniyatiga ega bo‘ladilar.
Тakomillashtirish natijasida suyuqlikli datchiklarning chiqishida xarorat o‘zgarilishi bilan aktiv, induktiv, sig‘im qarshiliklari yoki nurlar intensivligi o‘zgartiriladi.

Suyuqlik datchiklarining turlari:
a – kontaktli; b – aktiv qarshilikli; v – induktiv qarshilikli; g – sigim qashilikli; d – nurlar intensivligi.
O‘zak chiziqli kengayish koeffitsiyenti kichik bo‘lgan materialdan (masalan, invar) ishlangan. O‘lchanayotgan muxitning xarorati ko‘tarilishi bilan birga quvurcha uzayadi. Bu hol o‘zakning uzayishiga olib keladi. Shunda prujina shaynning bo‘sh tomonini pastga tushiradi, o‘z navbatida u tortqi va tishli sektor orqali strelkani uning o‘qi atrofida aylantiradi. Strelka esa shkalada o‘lchanayotgan xarorat qiymatini ko‘rsatadi va belgilangan xolatda kontaktlarni ulaydi. Dilatometrik termometrlar suyuliqlar xaroratini o‘lchashda ham xaroratni ma‘lum darajada avtomatik ravishda saqlash uchun va signalizatsiyada qo‘llaniladi. Dilatometrik termometrlar 1.5 va 2.5 aniqlik klassida chiqariladi, ularning yuqori o‘lchash chegarasi 5000 S gacha bo‘ladi. 150 0 S dan oshmagan xaroratlar uchun quvurchalar jezdan, o‘zaklar esa invardan ishlanadi, undan yuqori xaroratlar uchun quvurchalar zanglamas po‘latdan, o‘zaklar esa kvarsdan ishlanadi.

Dilatometrik va bimetallik datchiklarning sxemalari.
Afzalliklari: ishonchlilik va sezgirlik ko‘rsatkichlari yuqori. Kamchiliklari: asbob o‘lchamlarining katta xajmligi, xaroratning bir nuqtada emas, xajmda o‘lchanishi, issiqlik inersiyasining kattaligi, ko‘rsatkichlarni masofaga uzatish imkoniyati yo‘qligi kabilar. Bimetalli termometrlarning sezgir elementi ikki kavsharlangan plastinkadan tayyorlangan prujinadan iborat.

Xulosa
Zamonaviy ishlab chiqarishning ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirishda hal qilinadigan masalalar mutaxassislardan turli avtomatlashtirish asboblarining tuzilish va ishlash prinsiplarini, avtomatik sistemalarning turli ko’rinishlari va sinflarini yasash metodlarini bilishni ham, texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish sohasidagi ishlar bilan birga aniq va bir qiymatli almashish mumkin bo’lgan umumiy texnik tilni egallashni ham talab qiladi. Bu biror texnologik jarayonini avtomatlashtirishning mantiqiy hisoblangan va texnik jihatdan asoslangan sistemaning avtomatlashtirish sistemalarining montaj qilish sozlash va ishlatish masalalari bilan shug’ullanuvchi mutaxassislar uchun birday tushunarli bo’ladigan tilda ifodalash kerak. Bunda barcha mutaxassislarda yaratilayotgan avtomatlashtirish sistemasining asbob bilan ta’minlanishi, berilgan rostlash qonunlarini amalga oshirish, asboblarni va avtomatlashtirish vositalarini montaj qilish usullarini, impulsli va komanda liniyalarini va manba liniyalarini o’tkazish sohasida tushuncha yagona bo’lishi kerak.
Bu bir so’zdan tushunishga, masalan, montaj ishlarida ishlovchilar sistemasini ishlab chiqish yoki ishlatish jarayonida montajchilarning bevosita ishtirokisiz qay tarzda erishish mumkin? Bunday bir-birini tushunish maxsus ishlab chiqiladigan texnik xujjat vositasida ta’minlanadi, bu xujjat texnologik jarayonni avtomatlashtirish loyihasi deyiladi.
Qishloq va suv xo‘jaligida suyuqliq va maxsulotlar satxini aniqlash maqsadida qalqovichli (po‘kakli yoki paplavkali) gidrostatik va elektrodli satx datchiklari qo‘llaniladi. Qalqovichli datchiklar suyuqlik satxi o‘zgarishini qabul qiladigan qalqovichdan va chiqish elektr signaliga o‘zgartiradigan elementdan tashkil topgan bo‘ladi. O‘zgartirgichlar sifatida aktiv yoki induktiv datchiklar ishlatiladi. 2.16, a - rasmda potensiometrik o‘zgartirgichli qalqovichli satx datchigining sxemasi ko‘rsatilgan. Yengil qalqovichli (1) bilan potensiometrik datchikning (3) bog‘lanishi blok (4) orqali o‘tkazilgan tros (2) yordamida amalga oshiriladi. Qalqovichning og‘irligi yuk (5) bilan moslashtirib boriladi. Suyuqlik satxining xar qanday o‘zgarishi satx o‘lchov birligiga moslangan ikkilamchi o‘lchov asbobidagi (UA) kuchlanish o‘zgarishiga proporsional ravishda ta‘sir qiladi. Qalqovichli satx datchiklari suyuqlik satxining katta katta miqdorda o‘zgarishlarini o‘lchash uchun xizmat qiladi. Ularning asosiy kamchiligi qalqovichning xarakatlanib turishidir. Gidrostatik datchiklarda suyuqlik satxini nazorat qilish maxsus silindrik idishdagi suyuqlikning gidrostatik og‘irligi o‘zgarishiga asoslangan bo‘ladi (2.16, b-rasm). Suyuliq bosimi satxini (h) proporsional bo‘lib, membranani (1) egilishga ta‘sir qiladi va maxsus ko‘mir ustun (2) yordamida elektr signalga o‘zgartiriladi.Bu signalni satx birligiga mos ravishda o‘lchov asbobi (P) yordamida o‘lchab boriladi. Qalqovichli (poplovikli) va gidrostatik datchiklar suyuqlikning satxi bo‘yicha emas, aslida uning massasi bo‘yicha o‘lchaydi, shuning uchun haroratning va suyuqlik tarkibining o‘zgarishi natijasida o‘lchov xatoliklari kelib chiqadi.