Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

ления контактных поверхностей и улучшения отвода тепла потенциометры иногда герметизируют, заполняя полость инертными газами или водородом.

Схема, приведенная на рис. 59, а, является нереверсивной, так как при любом положении ползунка знак выходного напряжения или его фаза не меняются.

Различные варианты двухтактных (реверсивных) схем включения потенциометров представлены на рис. 61. Возможность уравновешивания схемы с помощью ползунка делает ненужным применение постоянных сопротивлений в дифференциальной схеме (рис. 61, о) и мостовой схеме с двумя потенциометрами (рис. 61, б).

в gt; (г

Рис. 61. Реверсивные схемы включения потенциометров:

а - днффсренцнальная; б - мостовая с двумя потен-цнометрами; в - простейшая; г - мостовая с двумя потенциометрами и допо.пиите.пьиыми контактами

Рис. 62. Изменение мгновенных значений выходного на пряжения для потенциометров, приведенных на рис. 61

а - перемещения ползунка б - выходное напряжение при питании постоянным током; в - выходное напряжение прн питании переменным током

Возможность осуществления второго (постоянного) контакта с витками потенциометра приводит к предельно простой реверсивной схеме (рис. 61, в), не применимой, очевидно, для других типов управляющих устройств элементов (см., например, схемы на рис. 48). Заметим, что в варианте с двумя потенциометрами лучшие результаты дает схема, изображенная на рис. 61, г с двумя дополнительными соединенными между собой постоянными контактами. Это объясняется тем, что при нулевом положении ползунка выходные сопротивления этих схем равны нулю и потому для малых отклонений ползунка они дают линейную статическую характе-

ристику, мало зависящую от величины нагрузки. По гой же при чине эти схемы дают и более высокий к. п. д.

Основным недостатком потенциометр ических датчиков является наличие скользящего контакта, снижающего надежность работы. Достоинства потенциометров заключаются в конструктивной простоте, небольших габаритах и весе, а также в возможности питания как постоянным, так и переменным током.

Характер зависимости мгновенных значений выходного напряжения Ugbix от перемещения ползунка Хд для непагруженных двухтактных схем (статическая характеристика этих схем соответствует рис. 5,е) при питании их постоянным и переменным током показан на рис. 62. В случае питания переменным током перемещению пропорциональна величина огибающей выходного напряжения, а изменение знака перемещения, т. е. знака отклонения положения ползунка относительно нулевого его положения, сопровождается изменением фазы выходного напряжения на 180 deg; Переменное напряжение, получаемое от источника питания схемы, оказывается промодулированным входным сигналом - перемещением.

4. РАСЧЕТ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

При расчете потенциометрических датчиков применительно к условиям их работы в системах автоматического регулирования обычно требуется определить статическую характеристику и температуру обмотки.

Найдем уравнение статической характеристики Ugx = f {Хд} для схемы, приведенной на рис. 61, в, полагая, что потенциометр является линейным, т. е. все его витки имеют одинаковую длину.

Составим эквивалентную схему (рис. 63) и определим общее сопротивление цепи Гд относительно входных зажимов, обозначив полное сопротивление самого потенциометра Го:

2 п , Г.Хд, \ 2 / ; 1Ш+г Хех)

Кн -1---,-

Отсюда общий ток цепи

и UI (Н,Л + Г Кех)

/ = iL = УШ1й plusmn;1 laquo; , (83)

а выходное напряжение в предположении, что источник, пита, ющий цепь, обладает нулевым внутренним сопротивлением,

ГдХвх

и / - иШнХех .04

~ г,Хех , г, + Г,Х,х и - Хех) -;- -г Кн

Зависимость Ua = f (вл) изображена на рис! 64 (кривая 2).

При Хех = Хе

lnax 2R + 0.5ло

(85)

Представив выражение (84) в виде

UlXex

и , х =

заметим, что при соблюдении условия (82) второй член знаменателя будет значительно меньше первого и им можно пренебречь. В этом случае выражение (84) приводится к виду

(86)

и зависимость ивых = f {Xgi) есть прямая, проведенная из начала координат под углом р = arctg(кривая /). Практически

выражение (86) дает достаточно точные результаты уже при соотношении /? gt;(8ч-10) Го.

Гд ГрХех 2 i

bixmax

Jвых max

6x ,ax

Рис. 63. Эквивалентная схема потенциометра, включенного по схеме, изображенной на рис. 61,е

Рис. 64. Статические характеристики линейного потенциометра, включенного по схеме, показанной на рис. 61, в:

I - неиагружениый потенциометр; 2 - потенциометр с нагрузкой; S - липеарнловаиная характеристика нагруженного потенциометра

В некоторых случаях, когда вероятные отклонения ползунка в процессе работы системы автоматического регулирования достаточно велики, большую точность может дать линеаризация статической характеристики методом секущей. Секущая 3 проводится из начала координат в точку А с координатами {Хвх,