4.2. Реле давления
Особенностью реле давления является то, что датчик и электронное реле смонтированы в одном корпусе, по этой причине его часто называют датчик-реле.
Датчик представляет собой упругую систему с чувствительными элементами в виде гофрированной мембраны. Давление среды, воздействуя на мембрану, вызывает ее линейное перемещение. Вместе с мембраной перемещается элемент, представляющий подвижную обкладку конденсатора С8 (рис. 11). При увеличении давления контролируемой среды подвижная обкладка конденсатора, преодолевая противодействие пружины, приближается к неподвижной обкладке, поэтому емкость конденсатора С8 увеличивается, при уменьшении давления емкость уменьшается.
Схема электронного реле содержит конденсатор С8, имеющий, как отмечено выше, переменную емкость, конденсатор С7, двухкаскадный усилитель на транзисторах VT1 и VT2, собранный по схеме с непосредственной связью между каскадами, и однокаскадный усилитель на транзисторе VT3. В кол-лекторную цепь транзистора TV4 выходного каскада включена обмотка электромагнитного реле К. Между выходом и входом усилителя включен мост, плечами которого служат конденсатор С8, конденсатор С7 и обмотки 3-4 и 5-6 трансформатора TV, имеющие равное число витков.
Если сила РМ, зависящая от давления контролируемой среды и воздействующая на поверхность мембраны, меньше силы РПРУЖ сжатия пружины, то емкость конденсатора С8 будет минимальной. Напряжение обратной связи, поступающее с выхода усилителя на его вход, совпадает по фазе с входным напряжением. Возникает положительная обратная связь, и начинается колебательный процесс. Транзисторы VT1 и VT2 периодически открываются и закрываются, по обмотке 1-2трансформатора TV протекает пульсирующий ток. В обмотке 7-8 трансформатора TV наводится переменная ЭДС, которая прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора VT3. Транзистор VT3 открывается с частотой возникших колебаний в моменты, когда потенциал эмиттера становится больше потенциала базы. Открываясь, транзистор VT3 закорачивает обкладки конденсатора С5 через сопротивление резистора R8, которое очень мало. Это препятствует заряду конденсатора С5. На коллекторе транзистора VT3 появляется практически нулевой потенциал, а на базе транзистора VT4 - небольшой (около 1 В) положительный потенциал. Транзистор VT4 заперт, и по обмотке реле К ток не протекает.
Если же сила РМ больше силы РПРУЖ, то подвижная и неподвижная пластины сближаются, и емкость конденсатора С8 будет максимальной. Возникает отрицательная обратная связь, произойдет срыв генерации. В обмотке 7-8 трансформатора TV ЭДС не наводится, и транзистор VT3 находится в закрытом состоянии. Ток, протекающий по цепи: контакт +5 В, резистор R32, резистор R31, резистор R9, резистор R7, контакт -10 В, вызывает появление на базе транзистора VT4 потенциала –5 В, поэтому транзистор VT4 открывается. Начинает протекать ток по цепи: контакт 0 В, эмиттер-коллектор транзистора VT4, обмотка реле К, контакт –24 В. Реле К срабатывает, указывая на наличие давления, превышающего заданную уставку.
Уставка реле регулируется путем изменения начальной деформации пружины. При затяжке пружины уставка давления возрастает, а при ослаблении пружины – уменьшается.