12. Первичные преобразователи с неэлектрическим выходным сигналом

Большинство неэлектрических величин, которые необходимо измерять и регулировать в системах автоматики, удобно преобразовать в механическое перемещение, а уже затем механическое перемещение преобразуется в электрический сигнал. Давление определяется по упругой деформации сильфона, мембраны или трубчатой пружины, соответственно для малого, среднего и большого давления.

С

ильфон представляет собой тонкостенную (металлическую) цилиндрическую оболочку с поперечной гофрированной боковой поверхностью. Сильфон расширяется или сжимается подобно пружине вдоль оси под действием разности давления внутри и снаружи.

Мембрана представляет собой закрепленную по контуру круглую пластину, которая изгибается под действием давления газа или жидкости.

Т

рубчатый манометр Трубчатая пружина изготавливается из металла. Под действием избыточного давления трубчатая пружина стремится разогнуться.

Температура определяется по изгибу биметаллической пружины, давлению жидкости или газа, заполняющих баллон манометрического термометра. Биметаллическая пружина представляет собой двухслойную пластину, изготовленную из металлов с разными коэффициентами линейного расширения. При нагревании пластина изгибается в сторону того слоя, материал которого имеет меньший коэффициент. Манометрического термометра - при нагревании баллона с газом его давление увеличивается и сильфон расширяется.

Уровень определяется по перемещению поплавка

Р

асходомер-ротаметром - расход измеряется по перемещению поплавка в трубке переменного сечения. Поплавок ротаметра обычно выполнен из металла и в неподвижной жидкости он тонет. Но при движении жидкости снизу вверх поплавок подымается, чтобы обеспечить большее поперечное сечение для прохода жидкости. Чем больше расход, тем выше должен подняться поплавок.

Р

асходомер- дифференциальный манометр - расход определяют по перепаду давлений до и после сужающего устройства в трубопроводе. Чем больше расход, тем больше падение давления в сужающем устройстве, но эти величины связаны между собой нелинейной (квадратичной) зависимостью.

Преобразователь силы в перемещение Усилие определяется по величине упругой деформации пластины или витой пружины.

Ареометр - плотность определяется по глубине погружения поплавка.

В системах автоматического управления обычно требуется передавать результаты измерения на расстояние, т. е. осуществлять дистанционное измерение. Агрегатная унифицированная система (АУС) — система пневматических средств автоматизации общепромышленного назначения, т. е. представляет собой набор отдельных функциональных блоков, входные и выходные параметры которых унифицированы. Поэтому из таких блоков могут быть построены самые различные системы автоматики. В качестве унифицированного (единого) сигнала в пневматической АУС принято давление сжатого воздуха, изменяющееся в диапазоне 2—10 кПа избыточных. Для преобразования различных измеряемых физических величин в давление служат соответствующие приборы с пневматическим выходным сигналом. В пневматической АУС для питания блоков используется очищенный сжатый воздух с избыточным давлением 14 кПа.