AVTOMATIKANING TЕXNIK VOSITALARI - ziyonet.uzziyonet.uz/uploads/books/26622/53d0dc1268aec.pdf ·...
Transcript of AVTOMATIKANING TЕXNIK VOSITALARI - ziyonet.uzziyonet.uz/uploads/books/26622/53d0dc1268aec.pdf ·...
-
6
A.X.VXIDOV, D.A.ABDULLAVA
AVTOMATIKANING TXNIK VOSITALARI
TOSHKNT- 2011
-
7
A.X.Vxidov, D.A.Abdullava
AVTOMATIKANING TXNIK VOSITALARI
Oliy oquv yurtlari uchun oquv qollanma
Oquv qollanma Ozbekiston Respublikasi Oliy va orta maxsus talim vazirligi oliy oquv yurtlararo ilmiy-uslubiy birlashmasi faoliyatini Muvfiqlashtiruvchi kengash tomonidan nashrga tavsiya etilgan.
TOSHKNT- 2011 y
-
8
OZBKISTON RSPUBLIKASI OLIY VA ORTA MAHSUS TALIM
VAZIRLIGI
TOSHKNT IRRIGATSIY VA MLIORATSIY INSTITUTI
Vxidov Abdunabi Xudoyberdivich
Abdullava Dilbaroy Amanbavna
AVTOMATIKANING TXNIK VOSITALARI
TOSHKENT - 2011
-
9
VXIDOV A.X., ABDULLAYVA D.A.
Mavjud oquv qollanma 5521800- Avtomatlashtirish va boshqaruv (suv xojaligida), 5520200 lektroenergetika (suv xojaligida) va 5630200 Qishloq xojaligidagini lektrlashtirish va vtomatlashtirish yonalishlariga Avtomatikani texnik vositalari fanini organish uchun taqdim etiladi. Malumki, turli xil texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda faqatgina alohida texnik vositalar ortasidagi boglanishlarni etiborga olish zarur, shundan song esa umumlashgan fizik kattaliklarni ozgartirish mumkin. Avtomatik boshqarish qurilmasidagi har bir vosita alohida ozining funksiyasini bajaradi. Bunday avtomatik vositalarlarga avtomatika datchiklari, avtomatika kuchaytirgichlari, mantiqiy va funksional vositalar, elektrik relelar, rostlashning rostlagich va mikroprotsessorli rostlagichlarni va ijrochi mexanizmlarni misol keltirish mumkin. Bu oquv qollanmada avtomatikaning texnik vositalarini organish, qollanish sohalari va texnik tavsiflari keltirilgan.
Taqrizchilar: prof. Amirov S.F. dots. Raxmatov A.D OO A.., AAA .A. x 5521800- (5311000- xx .), a eo, aoaa ax exooex oeo ooa oo a oex, ax e oo exex e, oox oxo oee aee eoaoa ex e. ao x e o o oae aoaeoo aeo oa. a ea aoa e oe a aoa, e aoa, oe oae ea, eee ee, eo ooeoe ea eoa, oee exa. e x e aoa x ao aee, exeo oee oea a a. : oeo, ... A .., oe, ... A.
VOHIDOV A.H. ABDULLAEVA D.A. This book intended for studding the following disciplines "Technical means of automation" go the bachelors course 5521800 - "Automation and management (control)" and also 5520200 - "lectroenergetics(control) ".
-
10
We know that automation of different technological processes is possible only in the presence of separate technical means incident between each other, inside of which there is quantitative and quantitative transformation of physical manipulate. ach of this means implements its ows function consisting of automatic management of device. To such means of automation we should refer transmitters of automation, amplifiers of automation, means electrical relay regulators and microprocessor based means of regulation , exciter mechanisms This book is devoted to study of this means of automation and their correct further technical valuation References: prof . Amirov S. F. doc . Rahmatov A. D.
-
11
Kirish
Qishloq va suv xojaligidagi koplab tarmoqlarda qollanilayotgan ilgor
texnologiyalar ishlab chiqarishning avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlaridan
foydalanishni talab qiladi. Shuning uchun soha boyicha tayyorlanayotgan
mutaxassislar avtomatikaning texnik vositalari, avtomatik nazorat, avtomatik
rostlash, avtomatik boshqaruv tizimlari, operativ xizmat tarmogi haqida maxsus
bilimga ega bolishlari zarur.
Ozbekiston Respublikasining alim togrisidagi qonuni va Kadrlar
tayyorlash Milliy dasturi mamlakatimizda talim tizimini isloh qilishning asosini
yaratib berdi. Bu esa Oliy talim dargohlarida sifat jihatdan yangi raqobatbardosh
milliy kadrlarni tayyorlashda negiz hisoblanadi. Korsatilgan masalalarni hal
qilishda Oliy oquv yurtlarining Eektroenergetika, Avtomatlashtirish va
boshqarish va Qishloq xojaligidagini lektrlashtirish va vtomatlashtirish
talim yonalishlari uchun Avtomatikaning texnik vositalari fani kiritilgan.
Avtomatika - fan va texnikaning alohida sohasi bolib, bu soha avtomatik
boshqarish nazariyasi, avtomatik tizimlar yaratish prinsiplari va bu tizimlarda
qollaniladigan texnik vositalar bilan shugullanadi. Avtomatika sozi grekcha
sozdan olingan bolib, ozi xarakatlanuvchan moslamani anglatadi. Avtomatika
fan sifatida 18-asrning ikkinchi yarmida, yani ip-yigiruv, tikuv stanoklari va bug
mashinalari kabi birinchi murakkab mashina - qurilmalarining paydo bolish
davrida ishlatila boshlandi.
exnika tarixida birinchi malum bolgan avtomatik qurilma Polzunov bug
mashinasi (1765 y.) hisoblanadi. Bu mashina oddiy shamol va gidravlik
dvigatellarning orniga ishlatilgan va odam ishtirokisiz suvning sathini rostlagan.
Avtomatik rostlashning asosiy prinsiplarini ingliz olimi F. Maksvell tomonidan
1868 yilda ishlab chiqildi.
exnikaning rivojlanishi va odamlarning ogir qol mexnatidan boshashiga
qaramasdan ish jarayonlari va mehnat qurollarini boshqarish kengayib va
murakkablashib bordi. Ayrim holatlarda esa maxsus qoshimcha elementlarsiz
-
12
mexanizatsiyalashgan ishlab chiqarishni boshqarish imkoniyatlari murakkablashdi.
Bu esa oz navbatida avtomatikaning muhimligini va uni rivojlantirish kerakligini
isbotladi.
Avtomatika - mashina texnikasi rivojlanishining yuqori pogonasi
hisoblanadi. Bunda odamlar nafaqat jismoniy mehnatdan, balki mashina,
qurilmalar va ishlab chiqarish jarayonlarini nazorat qilish va ularni boshqarishdan
holis boladilar. Avtomatika mexnat unumdorligini oshirish, ish sharoitlarini
yaxshilash, jismoniy va aqliy mexnatni bir-biriga yaqinlashtirish kabi koplab
jarayonlar uchun hizmat qiladi.
Bugungi kunda avtomatika alohida fan sifatida oz yonalishlariga ega. Bu
fan avtomatik boshqarish tizimlarining nazariyasi va uning tuzilish tamoillari bilan
shugullanadi.
ozirgi davrda fan texnika taraqqiyoti shunday ilgari surildiki, mavjud
texnika va texnologiyalar ishlab chiqarishda yangi, har taraflama zamon talabiga
javob beradigan texnik vositalar bilan taminlash zaruriyati tugildi. orijiy
mamalakatlardan keltirilayotgan yangi texnika va texnologiyalarni ozlashtirish esa
yuqori bilim va malaka talab etadi.
Qishloq va suv xojaligini ishlab chiqarishda avtomatik boshqarish
tizimlarini qollash yuqori samaradorlikka ega, chunki kop bosqichli ishlab
chiqarish jarayonlarda iqtisodiy samaradorlikka erishish uchun imkon boricha
mexanizatsiyalash va avtomatlashtirish vositalaridan keng foydalanish talab
qilinadi.
Qishloq va suv xojaligini avtomatlashtirish asosan sanoatdagi texnologik
jarayonlarni avtomatlashtirishdagi tajribalarga asoslanadi. Shu bilan birga qishloq
va suv xojaligidagi texnologik jarayonlar, shu jumladan gidrotexnik inshootlari,
nasos stansiyalari, suvni hisobga olish kabi sohalar ozining shunday maxsus
xususiyatlariga egaki, bu holda tanlangan texnik vositalar va elementlar malum
texnologik talablarga javob berishi kerak.
Qishloq va suv xojaligida ish unumdorligini oshirishning asosiy yollaridan
biri dexqonchilik jarayonlarini avtomatlashtirish hisoblanadi. Dehqonchilik
-
13
sohasida mexanizatsiyalash jarayonlari yetarli darajada rivojlanish
korsatkichlariga ega bolsada, lekin ularni avtomatlashtirish sohasi xaligacha
oqsoqlab kelmoqda. Buning asosiy sabablari, birinchi navbatda dehqonchilik
jarayonlarining murakkabligi yer va suv sharoitlarining xilma-hilligidir, jumladan:
a) jarayonlarni xarakatlanuvchan agregatlar bajarishi, tuproq va osimlikni
esa qozgalmasligi;
b) agregatning xar hil ob-havo sharoitida ishlashi;
v) materialning bir jinsli bolmasligi (hosildorligi, namlik, ifloslik hamda
kutilmagan faktorlar);
g) relefning murakkabligi (pastlik - balandlik, chuqurlik).
Yuqorida aytilganlardan korinib turibdiki, bolajak elektromexanik
mutaxassislari oldida qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishida avtomatik
boshqarish va rostlash tizimlari hamda avtomatikaning texnik vositalarini qollash
kabi ota dolzarb masalalar turibdi.
Fanning maqsadi talabalarda avtomatik boshqarish va rostlash tizimlari va
texnik vositalarni tahlil qilish hamda ularni qishloq va suv xojaligi sohalarida
foydalanish boyicha nazariy va amaliy bilimlarni shakllantirishdan iborat.
Avtomatikaning texnik vositalariga nazorat axborotlarini qabul qiluvchi,
uzatuvchi, ozgartiruvchi, saqlaguvchi, programmalashtirilgan axborot bilan
solishtiruvchi, buyruq axborotini shakllantiruvchi hamda texnologik jarayonga
tasir korsatuvchi quyidagi uskunalar va texnik qurilmalar kiradi: datchiklar,
relelar, kuchaytirgichlar, logik (mantiqiy) elementlar, rostlagichlar, stabilizatorlar,
ijro mexanizmlari va boshqalar. Bunday texnik vositalar avtomatikada olchash
ozgartkichlari deb ham yuritiladi
Qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishini avtomatlashtirish jarayoni
umuman olganda uch davrga bolinadi.
Birinchi davr - ayrim texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish. Jarayonning
ayrim parametrlari avtomatlashtirilgan agregat yaqinida ornatilgan yirik olchamli
asboblarning korsatishiga muvofiq ravishda rostlanadi. Bunda asboblarni mashina
va uskunalar yaqiniga joylashtirish deyarli qiyinchiliklar tugdirmaydi.
-
14
Avtomatlashtirishning bu davrida shkalasi yaxshi korsatadigan yirik olchamli
asboblar ishlatiladi. Bunda bir korpusga olchash asbobi, rostlagich va topshirgich
joylashtiriladi.
Ikkinchi davr - ayrim jarayonlarning kompleks avtomatlashtrish. Bunda
rostlash alohida shchitga ornatilgan asboblar boyicha olib boriladi. Yirik
olchamli asboblardan foydalanish bu shchitni bir necha metrga chozilib ketishiga
olib keladi va shchitni nazorat qilish qiyinlashadi. Avtomatlashtirishning bu
davrida shchitdagi asboblarni hajmini kichiklashtirish zarurati paydo boladi. Bu
masalani hal qilish uchun kichik olchamli ikkilamchi asboblar ishlatiladi.
Uchinchi davr - toliq avtomatlashtirish davri. Bu davrning xarakterli
xususiyati shundaki, barcha jarayonlar yagona dispetcherlik punktiga
markazlashtiriladi. Shu bilan birga, mitti ikkilamchi asboblarni ishlatish extiyoji
paydo boladi. Doimiy nazoratni talab qilmaydigan olchash va rostlash asboblari
(yirik gabaritli) shchitdan tashqariga ornatiladi.
-
15
1-bob. Avtomatikaning texnik vositalari va funksional
elementlari xaqida umumiy tushunchalar
1.1. Avtomatik nazorat qilinadigan kattaliklar xaqida tushuncha
ozirgi davrda xalq xojaligi sohalarini avtomatlashtirish jarayonlarida 3000
dan ortiq fizik kattaliklar va texnologik korsatkichlarni nazorat qilish kerak
boladi. Qishloq xojaligini avtomatlashtirishda barcha nazorat qilinadigan
kattaliklar va korsatkichlar asosan besh guruxga bolinadi: teploenergetik
korsatkichlar; elektroenergetik korsatkichlar; mexanik korsatkichlar; kimyoviy
tarkibi va fizikaviy tuzilishi.
eploenergetik korsatkichlarga: xarorat, bosim, satx va sarf kabi kattaliklar,
elektroenergetik korsatkichlarga: ozgarmas va ozgaruvchan tok va kuchlanish,
aktiv reaktiv va tola quvvat, quvvat koeffitsiyenti, chastota, izolatsiya qarshilig,
mexanik korsatkichlar: burchak tezlanish, deformatsiya, kuch, aylanish
momentlari, detallar soni, materiallar qattiqligi, tebranish, massa, kimyoviy
korsatkichlar: konsentratsiya, kimyoviy tuzilishi va tarkibi va fizikaviy kattaliklar:
namlik, elektr otkazuvchanlik, zichlik, yumshoqlik, yoritilganlik va kabilar
kiradi.
Nazorat qilinadigan kattaliklar bilan ozgartirgichlar va signallarning
strukturaviy boglanish sxemasi 1.1- rasmda keltirilgan.
Bajariladigan vazifalariga qarab avtomatlashtirishni quyidagilarga ajratish
mumkin: avtomatik nazorat, avtomatik ximoya, avtomatik boshqarish,
avtomatik rostlash.
Avtomatik nazorat oz navbatida avtomatik signalizatsiya, avtomatik
olchash, avtomatik saralash va avtomatik axborotni yigishga ajratiladi.
Avtomatik signalizatsiya xizmatchilarni, texnologik jarayon korsatkichlari
chegaraviy korsatkichlarga yaqinlashganlik haqida axborot beradi. Avtomatik
olchash texnologik jarayonni asosiy korsatkichlarini maxsus asboblarga uzatib
berishga xizmat qiladi. Avtomatik saralash maxsulotni ogirlik olchamlari, rangi
-
16
va boshqa fiziko-mexanikaviy xususiyatlariga qarab ajratishga xizmat qiladi.
Avtomatik axborotni yigish texnologik jarayon otishi, maxsulotni sifati, soni va
boshqa korsatkichlari xaqida malumot yigishda xizmat qiladi.
Avtomatik ximoya normal va xalokat xolatlarida qollaniladi. Bu holda
himoya vositalari jarayonni toxtatib yoki avtomatik ravishda ushbu xolatlarni
chetlashtirishga xizmat qiladi.
eploenergetik korsatkichlar
abiiy chiqish signali
Olchash ozgartirkichlar
1.1- rasm. Olchash ozgartirgichlarining strukturaviy
boglanish sxemasi.
Mexanik korsatkichlar
imyoviy korsatkichlar
Fizik korsatkichlar
ploenergetik korsatkichlar
Elektronika korsatkichlar
Birl
amch
i o
zgar
tgic
hlar
ra
liq
ozg
artg
ichl
ar
Takomillashgan chiqish signali
Pne
vmat
ik
elek
trik
Diskretli chiqish signali
-
17
1.2. Avtomatika elementlari va ularning asosiy
korsatkichlari
Avtomatika elementi deb olchanayotgan fizik kattalikni birlamchi
ozgartiruvchi moslamaga aytiladi. Avtomatika elementlari tort xil strukturaviy
belgilanish sxemalaridan iborat boladi (1.1- jadval):
a) oddiy bir martali (birlamchi) togridan-togri ozgartirish;
b) ketma-ketli togridan-togri ozgartirish;
v) differensial sxemali;
g) kompensatsion sxemali.
Oddiy olchash ozgartirgichlari (a) bir dona elementdan tashkil topgan
boladi. Ketma-ketli ozgartgichlarda esa (b) oldindagi ozgartirgichning kirish
korsatgichi keyindagi ozgartgichning chiqishi hisoblanadi. Odatda birlamchi
ozgartirgich sezgirlik elementi (SE), ohirgi (keyingi) ozgartirgich esa chiqish
elementi deb yuritiladi. Ozgartirgichlarning ketma-ketligi ulanish usuli bir martali
ozgartirishda chiqish signalidan foydalanish qulay bolgan sharoitda qollaniladi.
Differensial sxemali olchash ozgartirgichlari nazorat qilinayotgan
kattalikni uning etalon qiymatlari bilan solishtirish zarurati bolganda qollaniladi.
Kompensatsion sxemali ozgartirgichlar usuli esa yuqori aniqlik bilan
ishlashi, universalligi hamda ozgartirish koeffitsiyentining tashqi tasirlarga
deyarli boglik emasligi bilan ajralib turadi.
Avtomatika elementlari tizimning eng asosiy qismi bolib, quyidagi
funksiyalardan birini bajaradi:
- nazorat qilinayotgan yoki rostlanayotgan kattalikni qulay korinishdagi signalga
ozgartirish (birlamchi ozgartgich - datchiklar);
- bir energiya korinishidagi signalni boshqa energiya korinishdagi signalga
ozgartirish (elektromexanik, termoelektrik, pnevmoelektrik, fotoelektrik va
xakozo ozgartgichlari);
-
18
- signal tabiatini ozgartirmasdan uning kattaliklarini ozgartirish
(kuchaytirgichlar);
- signalning korinishini ozgartirish (analog-raqam, raqam analog
ozgartkichlari).
- signalning formasini ozgartirish (taqqoslash vositalari),
- mantiqiy operatsiyalarni bajarish (mantiqiy elementlar),
- signallarni taqsimlash (taqsimlagich va kommutatorlar),
- signallarni saqlash (xotira va saqlash elementlari),
- programmali signallarni hosil qilish (programmali elementlar),
- bevosita jarayonga tasir qiluvchi vositalar (ijrochi elementlar).
Avtomatika elementlarining funksiyalari xar hil bolganiga qaramay,
ularning parametrlari umumiy hisoblanadi va ularga quyidagilar kiradi:
- statik va dinamik rejimlardagi tavsifnomalari;
- uzatish koeffitsiyenti (sezgirlik, kuchaytirish va stabilizatsiya
koeffitsiyentlari);
- xatolik (nostabillik);
- sezgirlik chegarasi.
ar bir avtomatika elementi uchun turgunlashgan rejimda kirish va
chiqish signallari U orasida u=f(x) bogliqlik mavjud. Ushbu bogliqlik
elementning statik tavsifnomasi deyiladi.
Korinish boyicha (1.2.-rasm) avtomatika elementlarining statik
tavsifnomalari uch guruxga ajratiladi: a) chiziqli, b) uzluksiz nochiziqli, v)
nochiziq uzlukli.
Avtomatika elementining ishlash sharoitlari turgunlashmagan, yani va U
qiymatlari vaqt davomida ozgarilayotgan payti dinamik rejim deyiladi. Chiqish
qiymatining vaqt davomida ozgarishi esa dinamik tavsifnomasi deyiladi.
-
19
1.1-jadval
Avtomatika elementlarining strukturaviy belgilanish sxemalari
Strukturaviy belgilanish sxemalari
Ozgartirish
koeffitsiyenti
Chetga chiqish
1.
Z
= 1
=
2.
Yn-1 n N = Ki i=1
n =1 i=1
3.
1 Y 2
K=K1+K2
=1k1/(k1+k2)+2/(k1+k2)
4.
Y Y
1
2
=1/(1+1*2)
=1/(1+1+12)-2/[1+1(1+1)]
Izox: x - olchanayotgan (kirish) korsatkichi; u - olchash
ozgartirgichining chiqish signali. z- qoshimcha energiya manbaisi.
Avtomatika elementlari malum inersionlikka ega, yani chiqish signali
kirish signaliga nisbatan kechikishi bilan ozgariladi. Elementlarning bu
xususiyatlari avtomatik tizimining dinamik rejimidagi ishini aniqlaydi.
ar bir elementning umumiy va asosiy xarakteristikasi uning ozgartirish
koeffitsiyenti, yani element chiqish kattaligining kirish kattaligiga bolgan
nisbatiga teng. Avtomatik tizimlarning elementlari miqdor va sifat ozgartirishlarni
bajaradi. Miqdor ozgartirishlar kuchaytirish, stabillash va boshqa
1 1
1 i
1
2
1
2
-
20
koeffitsiyentlarni nazarda tutadi. Sifat ozgartirishda bir fizikaviy kattalik
ikkinchisiga otadi. Bu holda ozgartirish koeffitsiyenti element sezgirligi
deyiladi.
U U U 1 a) b) v)
1.2.- rasm. Avtomatika elementlarining statik tavsifnomalari.
a) - chiziqli Ks= Kg= const; b) - uzluksiz nochiziqli; KsKg const. v)- nochiziq
uzlukli KsKq const F
Avtomatika elementining yana bir muhim tavsifnomasi element (kirish
kattaligi ozgarishiga boglik bolmagan) chiqish kattaligining ozgarishidan hosil
bolgan ozgartirish xatosidir. Bu xatoga sabab atrof-muhit xaroratining,
taminlash kuchlanishining ozgarishi va kabilar bolishi mumkin. Element
xarakteristikalarining ozgarishi natijasida paydo boladigan hato nostabillik deb
ataladi.
Bazi elementlarning chiqish va kirish kattaliklari ortasida kop qiymatli
boglanish mavjud. Bunga quruq ishqalanish, gisterezis va boshqalar sabab bolishi
mumkin. Bunda kattalikning xar bir kirish qiymatiga uning bir necha chiqish
qiymatlari mos keladi. Sezgirlik chegarasining mavjudligi shu hodisa bilan bogliq.
Kirish kattaligining element chiqishidagi signalini sezilarli darajada
ozgartirish qobiliyatiga ega bolgan qiymati sezgirlik chegarasi deyiladi.
Avtomatika elementlari mustahkamlik bilan xam xarakterlanadi. Elementlarning
sanoat ekspluatatsiyasida oz parametrlarini yol qoyiladigan chegarada saqlash
qobiliyatiga mustahkamlik deb ataladi. Mustahkamlik elementni loyihalash
-
21
vaqtida hisoblanadi va uni ishlab chiqarilgandan song ekspluatatsiya jarayonida
sinaladi.
1.3. Avtomatikaning boshqarish sxemalari
Avtomatik tizimlar, elementlar va moslamalarning montaj, sozlash, rostlash,
ekspluatatsiya qilish kabi ish jarayonlarni bajarish maqsadida avtomatik
sxemalardan foydalinadi. Avtomatika sxemalari asosiy hujjat hisoblanadi va ular
funksional, strukturaviy, prinsipial va montaj sxemalariga bolinadi.
Funksional sxemalar moslamalarni, elementlarni, vositalarni ozaro
boglanishlarini va xarakatlanishlarini ifodalaydi. Elementlar sxemada
tortburchak shaklida belgilinadi, ularning orasidagi aloqalar esa strelkali chiziqlar
bilan belgilanadi. Strelkaning yonalishi signalning otishini korsatadi (1.3 -
rasm).
E
1.3.- rasm. Avtomatikaning funksional sxemasi. E - topshirish elementi; BK-boshqarish va qabul qilish elementi; IM - ijro
mexanizmi; BE-boshqarish elementi; BU - birlamchi ozgartirgich.
Strukturaviy sxema avtomatik tizimni tashkiliy qismlarining ozaro
boglanishlarini korsatib, ularning dinamik xususiyatlarini tavsiflaydi.
Strukturaviy sxemalar funksional va prinsipial sxemalar asosida ishlanadi.
Strukturaviy sxemada aniq vosita, rostlagich, element korsatilmasdan, balki
otayotgan fizikaviy jarayonning matematik modeli korsatiladi. Strukturaviy
-
22
sxemada elementlar tortburchak shaklida ifodalanadi va ularning ichida
elementning matematik modeli yoziladi (1.4- rasm).
1.4. - rasm. Avtomatikaning strukturaviy sxemasi.
Avtomatik rostlash tizimining keyingi tahlili elementlarning dinamik
xarakteristikalarini aniqlash va tizimning strukturaviy sxemasini yaratishdan
iborat boladi. Bu tizimning strukturaviy sxemasi 1.5 - rasmda keltirilgan.
F
HOP. H u q H
1.5 - rasm. aydov chuqurligini avtomatik rostlashning strukturaviy sxemasi.
Prinsipial sxemalar elementlarning ozaro elektrik ulanishlarni ifodalaydi.
Ushbu sxemada avtomatika elementlari davlat standartlariga binoan belgilanadi.
Prinsipial sxemadagi shartli belgilar butun mosmlamani, tizimning ish prinsipini
tushunishga yordam beradi (1.6.- rasm).
W1 W2 W3
W4
W(S)=
W(S)=
W(S)= /S
W(S)= /TS+1
-
23
1.6.- rasm. Avtomatikaning prinsipial sxemasi.
Montaj sxemalar moslamalar orasidagi tashqi ulanishlarni yoki moslama
ichidagi elementlarni ozaro ulanishlarni ifodalaydi. Ushbu sxemalar montaj
ishlarini bajarayotganda ishchi chizmalar sifatida qollanadi (1.7.- rasm).
Kirish A 24 V V yuklamaga S Ozgartgich signali chiqish 012 V 3, 50 Gs 380 V Rk .
1.7.- rasm. Avtomatikaning montaj sxemasi.
10 9
8 7 6 5 4 3 2
20 19 18 17 16 15 14 13 12
-
24
1.4. Qishlok va suv xojaligi ishlab chiqarish jarayonlarini
avtomatlashtirish xususiyatlari
Qishloq va suv xojaligidagi ishlab chiqarish jarayonlari murakkab axborot
almashinuvi va jarayonlariga ega bolib, ular turli korinishlarda berilishi mumkin.
Bu esa shu sohada qollanuvchi mashina va uskunalarning maxsus ish rejimlariga
mos tushmay qolishi, oqim liniyalardagi ishlab chiqarish jarayonlarini toxtab
qolishi, suv xojalik mashinalarining ish rejimlari bir-biriga mos tushmay qolishiga
olib kelishi mumkin.
Qishloq va suv xojaligining yana bir muhim xususiyatlardan biri ulardagi
texnika va qurilmalarning katta maydonlarda joylashgani va tamirlash bazasidan
uzoqligi, uskunalarning kichik quvvatga ega ekanligi, ish jarayonining
mavsumiyligi hisoblanadi. Jarayonlar xar kuni malum sikl boyicha qaytarilishiga
qaramay, mashinalarning umumiy ish soatlari nisbatan kam hisoblanadi. Demak,
bu sohada qollanuvchi avtomatlashtirish vositalari turli korinishlarga ega bolib,
nisbatan arzon, tuzilishi jihatidan sodda, ishlatishga qulay va ishonchli bolishi
kerak. Bunday sharoitda avtomatlashtirish vositalari aniq va ishonchli ishlashi
lozim, chunki bunday jarayonni tabiatan toxtatib, uzib qoyib bolmaydi. Misol
uchun, gidromelioratsiya tizimlarida avtomatlashtirish vositalari tabiiy sharoit
ozgarishiga qaramay, sutka davomida texnologik operatsiyalarning davomiyligini
taminlab berishi zarur.
Qishloq va suv xojaligida tashqi tasodifiy tasirlar turli korinishlarda
ozgarishi bilan xarakterlanadi. Qishloq va suv xojaligi avtomatikasidagi kopgina
obektlar texnologik maydoni yoki katta hajmda vaqt korsatkichlariga ega. Misol
uchun, nasos agregatlarida obekt boyicha kattaliklarni nazorat qilish va
boshqarish kerak boladi (suv sathi, bosim, ish unumdorligi, xajmi va h. k).
Bunday obektlar uchun avtomatlashtirish tizimlarida birlamchi
ozgartkichlar, ijrochi mexanizmlarning optimal miqdoriga ega bolib,
boshqariluvchi korsatkichlarning qiymatini belgilangan aniqlikda va ishonchli
ravishda saqlash katta ahamiyatga ega.
-
25
Qishloq va suv xojaligida qollanuvchi qurilma va uskunalarning
kopchiligiga xos bolgan xususiyatlardan biri ularning tashqi muhit bilan bogliq
holda ochiq havoda ishlashidir: namlik va haroratni keng maydonda ozgarishi,
turli aralashmalar, chang, qum, agressiv gazlar hamda sezilarli tebranishlarning
mavjudligi. Qishloq va suv xojaligida sanoatdan farqli ravishda yuqoridagi
talablardan kelib chiqib avtomatlashtirish vositalari tashqi tasirlarga chidamli,
parametrlarini keng diapazonda ozgaruvchi qilib ishlanishi zarur.
Bu esa loyihalashtirilayotgan obektdagi texnik vositalarning ishdan
chiqishini kamaytirish, yuqori aniqlikda ishlashini taminlash imkoniyatini beradi.
Korsatilgan xususiyatlar eng avval tashqi muhit bilan bogliq sharoitda ishlovchi
mashinalarda ornatilgan birlamchi ozgartkichlar, ijro mexanizmlari, nazorat
asboblari va boshqa texnik vositalarga tasir etadi. Qolgan avtomatlashtirish
vositalarini alohida xonalar yoki tashqi muxitga chidamli bolgan maxsus
shkaflarda ornatish mumkin.
-
26
2-bob. Avtomatika datchiklari
2.1. Datchiklar haqida tushuncha va ularning klassifikatsiyasi.
ar xil texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda ularning korsatkichlari
xaqida malumot olish zarur hisoblanadi. Bu maqsadda birlamchi ozgartirgichlar
(yoki datchiklar) keng qollaniladi. Datchik deb nazorat qilinayotgan yoki
rostlanayotgan kattalikni kerakli yoki avtomatika tizimining keyingi elementlarida
qollash uchun qulay qiymatga ozgartiradigan vositaga aytiladi.
Qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishida qollaniladigan ozgartirgichlar
asosan olti guruxga bolinadi: mexanik; elektromexanik; issiqlik;
elektrokimyoviy; optik va elektron - ion.
Mexanik ozgartirgichlar mexanik kirish korsatkichlarni (bosim, kuch,
tezlik, sarf va x.k.) mexanik chiqish korsatkichlarga ( aylanish chastotasi, bosim
va x.k.) ozgartirib berish bilan xarakterlanadi. Bunday ozgartirgichlarning
sezgirlik elementi sifatida elastik elementlar (membrana, prujini, balka kabilar)
poplavoklar, krilchatkalar va drosselli qurilmalar ishlatiladi.
Elektromexanik birlamchi ozgartirgichlar (yoki elektrik datchiklar) kirish
mexanik korsatkichlarni (bosim, kuch, sarf kabilar) chiqish elektrik
korsatkichlarga (kuchlanish, tok, qarshilik, induktivlik va kabilar) ozgartirib
berish uchun xizmat qiladi. Elektromexanik ozgartirgichlar parametrik va
generator ozgartirgichlarga (yoki datchiklarga) bolinadi.
Parametrik datchiklarda chiqish korsatkichini elektr zanjir kattaliklari
(qarshilik, induktivlik, ozaro induktivlik, elektr sigimi va kabilar) tashkil topadi.
Bunday turdagi datchiklarda elektr toki va kuchlanishi sifatida chiqish signalini
olish uchun ularni maxsus elektr sxemalariga (koprikli, differensialli) ulash hamda
allohida energiya manbasiga ega bolishi kerak .
Generator datchiklarida bevosita sezgir elementda kirish signali chiqish
signali U ozgartiriladi. Ushbu ozgartirish kirish signali energiyasi hisobiga
-
27
boladi va chiqish signali E.YU.K. korinishida hosil boladi. Generator datchiklari
juda oddiy boladi, chunki ular qoshimcha energiya manbaisiz ulanadi.
Aniqlik darajasi boyicha datchiklar 0,24; 0,4, 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4 aniqlik
sinflariga muvofiq bolishlari lozim. Ish prinsipi boyicha elektrik datchiklar
rezistivli, elektromagnitli, sigimli va taxometrik (generatorli) korinishlarga ega
boladi (2.1-rasm).
2.1-rasm. Elektrik datchiklarning turlanishi.
ELEKRIK DAChIKLAR
Prmetrik datchiklar Generator datchiklari
Rezistiv Elektromagnit Sigim
Indu
ktiv
Tran
sfr
mat
orli
Mag
nitol
astik
Yuz
asio
zga
ruvc
han
Mas
ofas
i oz
garu
vcha
n
Die
lekt
rik s
ingd
iruvc
hanl
ik
Indu
ksio
n
Foto
elek
trik
Pez
o-el
ektri
k
Pot
ensi
omet
rik
Kont
aktli
(ko
mir)
Tenz
omet
rik
-
28
2.1 JADVAL
DAChIKLAR VA ULAR NAZORA QILADIGAN KAALIKLAR
DAChIKLAR URLARI
ELEKRIK DAChIKLAR
Nazorat
qilinadigan
kattaliklar
Mex
anik
Po
tens
iom
etrik
enz
omet
rik
Indu
ktiv
erm
orez
itorli
Sig
im
Foto
rezi
stor
li
Elek
tron
Indu
ksio
n
Pez
oele
ktrik
erm
oele
ktri
ol
l dat
chik
lari
Foto
elek
trik
gidr
avlik
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1. Siljish + + + + - + - + - - - + + +
2. Satx + + - + - - - - - - - - - +
3. ezlik + - - - + + - - + - - - + +
4. ezlanish + - + - - - - - + + - - - -
5. Kuch + + + + - + + + + + - + - -
6. Bosim + - + + - + - + - + - + - +
7. Moment - + + + - + + - - - - - + +
8. Namlik - - - - + + - - - - + - - -
9. arorat - - - - + + - - - - + - - -
10. Sarf - + - + - - + - + - - - - +
11. ebranish - + + + - + - - + + - + - -
-
29
2.2. Datchiklarning asosiy korsatkichlari.
Datchiklarning turlari kop bolishiga qaramay, ular bir hildagi bir necha
asosiy korsatkichlarga ega:
1. Statik tavsifnomasi - chiqish kattaligini kirish kattaligiga boglikligi
(2.2-rasm). Statik tavsifnomasi chiziqli datchiklar (2.2-rasm, a) uchun sezgirlik
koeffityenti ozgarmaydi.
b
U U a U
2.2-rasm. Datchiklarning statik tavsifnomalari.
Statik tavsifnomasi nochiziqli datchiklar uchun sezgirlik koeffitsiyenti xar
hil nuqtalarda (2.2-rasm, v) xar hil boladi va bu kattatik differensial sezgirlik
deyiladi. Uni aniqlash uchun quyidagi formula qollanadi:
Kc=dy/dx=y/dx (2.1)
2. Datchikning absolyut xatoligi - datchikning chiqish signalining xaqiqiy u1 va
uning hisoblangan u2 qiymatlarning farqi, yani
u = u1- u2 (2.2)
U2
3. Datchikning nisbiy xatoligi - = -------- . 100% (2.3)
u1
-
30
4. Datchikning dinamik tavsifnomasi - chiqish signalining vaqt mobaynida
ozgarilishini korsatadi.
5.Datchikning dinamik tavsifnomasi chiqish signalining vaqt mobaynida
ozgarishini korsatadi.
2.3. Rezistiv datchiklar
Rezistiv datchiklar chiziq va burchak xarakatlarni kuch va momentlar,
tebranish va vibratsiyalar, xarakat va yoruglik kabi noelektrik kattaliklarni nazorat
qilish va olchash jarayonlarida qollaniladi.
Rezistiv datchiklar guruxiga potensiometrik, komir (kontaktli),
tenzometrik kabi datchiklar (fotorezistiv, termorezistiv) kiradi. Bunday turdagi
datchiklarning ish prinsipi nazorat qilinayotgan kattalikning tasirida uning aktiv
qarshiligi ozgarilishiga asoslangan boladi.
2.3.1. Potensiometrik datchiklar
Potensiometrik datchiklarda nazorat qilinayotgan xarakat sezgir elementga
uzatilib uning qarshiligi hisobiga ozgaruvchan yoki ozgarmas kuchlanishga
aylantiriladi (2.3- rasm).
Potensiometrning xarakatlanuvchi kontakti nazorat qilinayotgan xarakatga
boglangan bolib, obektning holati ozgarilganda uning qarshiligi ham va
ikkilamchi asbobdagi korsatgich ozgariladi. Ikkilamchi asbob esa nazorat
qilinayotgan parametrlar birligida darajalangan. Kuchlanishning tebranishlarini
tasirini yoqotish maqsadida stabillashgan manbalardan foydalanish tavsiflanadi.
-
31
2.3-rasm. Potensiometrik datchiklar va ularning tavsifnomalari. Potensiometrik datchikning statik tavsifnomasini chiziqlikga yaqinlashtirish
maqsadida unga muvofiq ish rejimini (2.3.-rasm, b, g) topshirishadi yoki reostatni
orash usulini ozgartiradi.
Agar chiqish tok yoki kuchlanish belgisi xarakat yonalishiga muvofiqligi
kerak bolsa, unda orta nuqtali potensiometrdan foydalanishadi (2.3.-rasm, v).
Uning tavsifnomasi rasmda keltirilgan. (2.3.- rasm, g)
Burchak xarakatlarini nazorat qilish uchun halqasimon potensiometrik
datchiklar qollanadi (2.3.-rasm, d). Kontaktsiz datchiklar sifatida suyuqlik
potensiometrik datchiklar qollanadi (2.3.-rasm, e).
Potensiometrik datchikning tavsifnomalari va sezgirligi analitik usulda
hisoblanadi. Korsatilgan sxema uchun quyidagi tenglamani tuzsa boladi.
Rx X Ix Ra ------ = ---- -: ----- = -------- (2.4)
R l Ia Rx
I= Ix+Ia. Uct=I(R-Rx)+IaRa. (2.5) Potensiometrik datchiklar yuqori darajadagi aniqlik va tavsifnomalari
ozgarmas, sodda, kichik gabaritlari va arzonligi bilan ajralib turadi. Bundan
-
32
tashqari, ulardan foydalanilayotganda qoshimcha kuchaytirigichlarni ishlatishni
xojati yoq, chunki ularning chiqish quvvati ikkilamchi asboblar uchun yetarli.
Lekin xarakatlanuvchi kontaktning mavjudligi ularning puxtaligini pasaytiradi.
2.3.2. Komir (kontaktli) datchiklari
Komir datchiklarining ish prinsipi, ozining ichki elektr qarshiligi
keltirilgan kuchlar tasirida ozgarishiga asoslangan. Bu turdagi eng sodda datchik
(2.4.-rasm, a) grafit disklardan yigilgan komir ustindan iborat. Disklar orasiga esa
kontaktli shaybalar ornatilgan. Komir ustunning qarshiligi grafit disklarning
kichik qarshiligi va disk-shayba otishi asosiy qarshiliklar yigindisiga teng.
Disk-shayba otishning qarshiligi esa oz navbatida disk va shaybalar
zichligiga, yani bosish kuchiga bogliq.
Komir datchigining qarshiligi:
a R= Ro+ ------ (2.6)
F ikkilamchi asbobdagi tok esa:
Uct Iozg= ------------ (2.7) Rozg+R0+a/F
bu yerda, Rozg+ Ro - kontakt qarshiligi, Om;
a - kontaktning ozgarmas koeffitsiyenti, OmN;
F - kuch, H;
R0- asbob qarshiligi, Om.
Komir datchikning sezgirligi (Om/H)
dR Kq= ------- = a/F2 (2.8)
dF
-
33
2.4. - rasm. Komir datchiklarning sxemalari va tavsifnomalari. Komir datchiklarining sezgirligini oshirish maqsadida kopriksimon
ulanish sxemalardan foydalaniladi (2.4-rasm, v). F kirish kuchi tasirida
koprik sxemasining yelkasidagi R1 qarshiligi kamayadi, ikkinchi yelkadagi
R2 esa oshadi. Bunday datchiklar differensial datchiklar deyiladi. Komir
datchiklarining afzalliklari: sodda, olchamlari kichik, arzon.
Kamchiliklari: qarshilikning nostabilligi, gisterezis, mavjudligi va
tavsifnomasi nochiziqliligi. Oddiy komir datchikning statik
tavsifnomasidan korinib turibdiki (2.4. -rasm, b) nochiziqlilik kichik
kuchlar chegarasiga togri keladi. Differensial datchiklarning statik
tavsifnomasi esa chiziqlilikka yaqin.
2.3.3. enzometrik datchiklar
enzometrik datchiklarning ish prinsipi tenzoeffekt xodisasiga
asoslangan boladi, yani elastik deformatsiya tasirida uning qarshiligi
ozgaradi. enzodatchik malum usulda oralgan va ikkala tomnidan
maxsus plenka yopishtirilgan yupqa simdan iborat. enzodatchik
deformatsiyasi nazorat qilinayotgan detalga maxsus yelim bilan puxta
yopishtiriladi. Detalning deformatsiyasi natijasida simning geometrik
olchamlari ozgarilib qarshiligi ozgaradi. enzometrik datchiklarning
-
34
tavsifnomasi chiziqli boladi va shu sababli ularning sezgirligi deyarli
ozgarmaydi.
enzometrik datchiklarning asosiy korsatkichi tenzosezgirlik
hisoblanadi va u quyidagicha ifodalanadi:
RR
/
= (2.9)
Bu yerda R/R - materialning deformatsiya paytida solishtirma qarshiligi;
- elastiklik moduli;
2.5-rasm. enzometrik datchikning tuzilishi va tavsifnomasi
enzodatchiklarning afzalliklari: ular juda sodda, ixcham va arzon.
Kamchiliklari: kichik sezgirlik, olchov natijalari xaroratga bogliq.
Sanoatda 3 xil tenzometrik datchiklar chiqariladi: simli, qogoz (2PKB
turida) va plyonka (2 PKB turida) asosida: folgali. (2FPKP turi) va yarim
otkazgichli (KD, KDM, KE turlari). Simli tenzorezistorlar uchun
nominal ish toki In = 0,5 A tashkil etadi.
-
35
2.4. Elektromagnitli va sigim datchiklari 2.4.1. Induktiv va transformator datchiklari
Elektromagnitli datchiklar sodda tuzilishi va puxtaligi bilan avtomatika
tizimlarida keng miqyosda qollanib kelinmoqda. Elektromagnitli datchiklar kirish
kattaligini ozgarishi boyicha induktiv, transformator va magnitoelastik turlariga
bolinadi.
Induktiv va transformator datchiklarning (2.6 - rasm) ish prinsipi polat
yakorning holati ozgarilganda polat ozakli cholgamning induktivligi
ozgarishiga asoslangan.
Induktiv va transformator datchiklari ozgaruvchan tok zanjirlarida ishlab,
mikronning undan bir qismidan to bir necha santimetrgacha bolgan xarakatlarni
olchaydi va ularni nazorat qiladi.
Oddiy induktiv datchikning sxemasi va uning statik tavsifnomasi -
rasmda korsatilgan. Datchikning kirish kattaligi havo boshligi bolib, chiqish
kattaligi Ia. ikkilamchi asbobdagi tok boladi. Ia qiymati cholgamning induktiv
qarshiligi hamda olchov asbobining aktiv qarshiligiga bogliq. Cholgamning
induktivligi ikkita havo boshligni hisobga olgan holda quyidagi tenglama
orqali ifodalanadi:
L=22S10-7/ (2.7)
chiqishdagi tok esa: Iozg=U/Z=U/R2+(L)2 (2.10)
bu yerda: R=Rch+Rozg - cholgamning va olchov asbobi qarshiliklarining
yigindisi, Om;
L - cholgamning induktiv qarshiligi, Om;
- cholgamning oramlar soni;
S - magnit otkazgichning kesim yuzasi, m2;
- xavo boshligi, m.
-
36
Datchikning sezgirligi quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:
Kd=dIozg/d=U107/22S (2.11)
Differensial datchiklarda kirish signalining belgisi ozgarilganda chiqish
signalining belgisi ham unga mos ravishda ozgaradi.
ransformator datchiklarda (2.6- rasm) kirish signali plunjer yoki
yakorning xarakati bolib, chiqish signali esa I1 - I2 toklarning geometrik ayirmasi
boladi. Yakorning neytral holatida I1 - I2, demak olchov asbobida tok yoqligini
bildiradi. Yakorning holati ozgarilishi bilan cholgamlarning induktivligi
ozgaradi va I1 ,I2 toklarining muvozanatlari ozgaradi. Natijada olchov asbobidan
I= I1-I2 toki oqib otadi. Ushbu tokning fazasi yakorning xarakatlanish
yonalishiga bogliq boladi.
ransformator datchikning sxemasi 2.6.d rasmda korsatilgan. Bu yerda
kirish kattaligi burchak xarakati bolib, chiqish kattaligi esa ikkilamchi
asbobdagi tok boladi. Yakorning neytral holatida, yani 1=2 orta ozakda
EYUK hosil bolmaydi, chunki chetlardagi cholgamlar qarama-qarshi
yonalishda oralgan va ular ozaro teng. Yakorning xarakatlanishi bilan
cholgamlardan birining magnit qarshiligi kamayadi, ikkinchisiniki esa oshib
ketadi. Natijada orta cholgamda EYUK hosil bolib, ikkilamchi asbobdan tok
oqib ota boshlaydi.
Korib chiqilgan prinsip asosida amalda kopgina olchov asboblari,
jumladan misol sifatida, induktiv manometr shu prinsip asosida ishlaydi (2.7-
rasm).
Induktiv manometr sezgir element 3, unga biriktirilgan yakor 6 va polat
ozakli cholgamdan iborat. Olchanayotgan bosim quvurcha 1 orqali boshliq 2
ga kelib, membrana 3 ni bukadi, natijada ozak 6 cholgam ozagi 4 ga qarab
xarakatlanadi. Demak cholgamning induktivligi olchanayotgan bosimga
proporsional ozgariladi. Chiqish signali esa 8 klemmalardan 5 olinadi. Bunday
datchikarning statik tavsifnomasi kichik qismda chiziqli bolganligi tufayli ular
qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishida juda kam qollaniladi. Bunday
kamchiliklar differensial datchiklarda bartaraf qilingan. Bundan tashqari
-
37
differensial datchiklarda kirish signalining belgisi ozgarilganda chiqish
signalining belgisi ham unga mos ravishda ozgaradi.
ransformator datchiklarda (2.6, b - rasm) kirish signali plunjer yoki
yakorning xarakati bolib, chiqish signali esa I1 - I2 toklarning geometrik ayirmasi
boladi. Yakorning neytral holatida I1 - I2, demak olchov asbobida tok yoqligini
bildiradi. Yakorning holati ozgarilishi bilan cholgamlarning induktivligi
ozgaradi va I1 ,I2 toklarining muvozanatlari ozgaradi. Natijada olchov asbobidan
I= I1-I2 toki oqib otadi. Ushbu tokning fazasi yakorning xarakatlanish
yonalishiga bogliq boladi.
ransformator datchikning sxemasi 2.7, d - rasmda korsatilgan. Bu yerda
kirish kattaligi burchak xarakati bolib, chiqish kattaligi esa ikkilamchi
asbobdagi tok boladi. Yakorning neytral holatida, yani 1=2 orta ozakda
EYUK hosil bolmaydi, chunki chetlardagi cholgamlar qarama-qarshi
yonalishda oralgan va ular ozaro teng. Yakorning xarakatlanishi bilan
cholgamlardan birining magnit qarshiligi kamayadi, ikkinchisiniki esa oshib
ketadi. Natijada orta cholgamda EYUK hosil bolib, ikkilamchi asbobdan tok
oqib ota boshlaydi.
2.6- rasm. Induktiv va transformator datchiklarining sxemalari va ularning
tavsifnomalari
-
38
2.7.-rasm. Induktiv manometrning sxemasi.
2.4.2. Magnitoelastik datchiklar va oll elementi
Magnitoelastik datchiklarning ish prinsipi ferromagnit materiallarni yoki
mehanik kuchlar tasirida magnit singdiruvchanligi ozgarishiga asoslangan.
Ushbu datchiklar har hil korinishdagi ozaklar va ularga oralgan bitta yoki bir
necha cholgamlardan iborat (2.8-rasm). F kuchi tasirida bir vaqtning ozida
ozakning geometrik olchamlari hamda magnit singdiruvchanligi ozgariladi.
2.8- rasm. Magnitoelastikli datchikning sxemasi va tavsifnomasi.
2.8 b-rasmda korsatilganidek, magnitoelastik datchiklarning statik
tavsifnomalari katta qismda nochiziqli. Shuning uchun ular ish diapazonining 15-
20 % ishlatiladi. Bundan tashqari cholgamning toki haroratga bogliq va temir -
nikel eritmalardagi qoldiq deformatsiyaga ega.
-
39
oll elementi yoki oll datchigi magnit maydonga joylashtirilgan tort
chiqish klemmalariga ega bolgan yarim otkazgich plastinadan iborat (2.9 -
rasm).
2.9- rasm. oll elementining sxemasi.
oll elementining ish prinsipi quyidagicha. Ikkita chiqish klemmalariga tok
uzatiladi. Magnit maydon ozgarishi bilan elektronlar xarakat yonalishini
ozgartirib qolgan ikkita chiqishda kuchlanishni hosil qiladi. Shunday qilib kirish
kattaligi bolib mexanik tasirda hosil boladigan magnit maydoni ozgarilishi
chiqish kattaligi kuchlanishining ozgartirilishi boladi.
Chiqishdagi kuchlanish:
Ux=kIB/h (2.12)
bu yerda: K - oll koeffitsiyenti, har hil yarim otkazgich materiallar
uchun K= 10-2 9x10-9 m3/A. s
h - plastina qalinligi, m.
B - magnit induksiyasi, Tl.
I - plastinaga uzatilgan tok, A.
Ushbu datchikalar kirish va chiqish qarshiliklari katta diapazoni,
ixchamligi yuqori darajadagi vibroturgunlik va uzoq muddatli hizmat davri
tufayli keng qollanadi.
-
40
2.4.3. Sigim datchiklari va ularning qollanish sohalari
Sigim datchiklarida xilma-xil kirish kattaliklarni (chiziqli va burchak
xarakatlarni, mexanik kuchlanish, satx va kabilar) sigim ozgarilishiga
aylantiriladi. Amalda sigim datchiklari kondensatorlardan yasaladi. Olchaydigan
kattaliklariga qarab sigim datchiklari (2.10-rasm) yuzasi ozgaruvchan, oraliq
masofasi ozgaruvchan va dielektrik singdiruvchanligi ozgaruvchan turlariga
bolinadi.
2.10- rasm. Sigim datchiklarining turlari.
ekis kondensatorning sigimi quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:
C=0S/, (2.13)
bu yerda: 0=8,8510-12 F/m - vakuumning dielektrik singdiruvchanligi; -
kondensatorning plastinalararo muhitining dielektrik singdiruvchanligi; S -
plastinalarning yuzasi; - plastinalararo masofa.
Oraliq masofasi ozgaruvchan datchiklar (2.10, a-rasm) 0,1...0,01 mkm
aniqliqda chiziqli xarakatlarni, yuzasi ozgaruvchan datchiklar (2.10, v-rasm)
chiziqli va burchak xarakatlarni nazoratida va dielektrik singdiruvchanligi
ozgaruvchan (2.10, s - rasm) namlik, sath, kimyoviy tarkib kabi kattaliklarni
olchashda qollaniladi. Olchash aniqligini va sezgirligini oshirish maqsadida
sigim datchiklari kopriksimon sxemalarga ulanadi. Yuqorida korib chiqilgan
prinsip asosida sigim manometrlari ishlaydi.
-
41
Olchash aniqligini va sezgirligini oshirish maqsadida sigim datchiklari
kopriksimon sxemalarga ulanadi. Yuqorida korib chiqilgan prinsip asosida sigim
manometrlari ishlaydi. (2.11-rasm).
Olchanayotgan bosim asbobga quvur 1 orqali uzatilib, membrana 2 orqali
qabul qilinadi. Membrana oz navbatida plastina 3 bilan kondensatorni hosil
qiladi. Kondensator sxemaga klemma 4 lar yordamida ulanadi. Bosim tasirida
membrana egilib plastinaga yaqinlashadi va kondensatorning sigimini
ozgartiradi. Shunday qilib kondensator sigimi olchanayotgan bosimga
proporsionaldir.
2.11-rasm. Sigim manometrining sxemasi.
Sigim datchiklarining afzalliklari: soddaligi, ixchamligi, arzonligi va kichik
inersionligi. Kamchiliklari: chiqish signalining quvvati pastligi, olchov natijalari
atrof muhit korsatkichlariga bogliqligi, ulaydigan simlar va qurilma metall
qismlarning sigimlari turlicha tasir qilib, detallarning ozaro joylashishiga
bogliq.
2.5. arorat datchiklari
arorat barcha texnalogik jarayonlarning muxim korsatkichlaridan biridir.
Qishloq va suv xojaligida kopgina texnologik jarayonlar ular otayotgan sharoit
xaroratiga bogliq. Jism, suyuqlik yoki gazning xarorati nazorat qilayotgan
-
42
muxitning yoki u bilan issiqlik kontaktida bolgan mahsus elementning xaroratini
olchab aniqlanadi.
Amalda xarorat datchiklarining sezgir elementlari sifatida issiqlik tasirida
ozining fiziko-mexanikaviy xususiyatlarini keng diapazonda ozgartirib, boshqa
kattaliklar (namlik, muxitning tarkibi, xavo bosimi tasirida xususiyatlarini
ozgartirmaydigan materiallardan foydalaniladi. arorat datchiklarining sezgir
elementlari issiqliqga kengayish koeffensenti maksimal korsatkichiga ega bolishi
kerak.
Ishlash prinsipi jihatdan xarorat datchiklari suyuqlik, bimetallik va
dilatometrik datchiklariga hamda termoparalar va termorezistorlarga bolinadi.
2.5.1. Suyuqlik datchiklari
Suyuqlik datchiklari -2000S dan +7500 C gacha oraligidagi xaroratni
olchashda ishlatiladi. Shisha termometrlarning ishlatish usuli sodda, aniqligi
yetarli darajada yuqori va arzon bolganligi sababli sanoatda keng tarqalgan.
Suyuqlikli termometrlarning ishlash prinsipi termometr suyuqligining xajmi
xarorat kotarilishi yoki pasayishi tufayli ozgarilishiga asoslangan. Shishali
termometrning suyuqligi sifatida simob, toluol, etil spirti, efir va boshqalar
ishlatiladi. Suyuqlikli datchiklarning kirish signali xarorat ozgarilishi t bolib,
chiqish signali kapilyardagi ustunning balandligi boladi:
H=V/S, (2.14)
bu yerda: V=V(B-3*Q) - suyuqlik xajmining ozgarilishi;
S- kapilyarning kesim yuzasi;
B- suyuqlikning issiqlikka kengayish koeffitsiyenti;
V- suyuqlikning boshlangich hajmi;
I- kapilyar materialining issiqlikga kengayish koeffitsiyenti.
Suyuqlik termometrlariga qoshimcha elementlar kiritish natijasida ular
avtomatika tizimlarida qollanish imkoniyatiga ega boladilar (2.12-rasm)
-
43
akomillashtirish natijasida suyuqlikli datchiklarning chiqishida xarorat
ozgarilishi bilan aktiv, induktiv, sigim qarshiliklari yoki nurlar intensivligi
ozgartiriladi.
2.12.-rasm. Suyuqlik datchiklarining turlari:
a kontaktli; b aktiv qarshilikli; v induktiv qarshilikli; g sigim
qashilikli; d nurlar intensivligi.
2.5.2. Dilatometrik va bimetallik datchiklar
Dilatometrik va bimetallik datchiklarning ishlash prinsipi xarorat
ozgarishidagi qattiq jism chiziqli miqdorining ozgarishiga asoslangan. arorat
ozgarishiga bogliq bolgan qattiq jism chiziqli miqdorining ozgarishi
quyidagicha ifodalanadi:
Lt=L0(1+B*t), (2.15) bu yerda: Lt xaroratdagi qattiq jismning uzunligi;
L0 shu jismning 00S dagi uzunligi
B chiziqli kengayishning ortacha koeffitsiyenti (00S dan t0S gacha bolgan xaroratlar intervalida).
2.13-rasmda dilatometrik termometrning tuzilish sxemasi tasvirlangan.
Dilatometrik termometrda (2.13, a-rasm) sezgir element sifatida chiziqli
kengayishning katta xarorat koeffitsiyentiga ega bolgan materialdan (jez va mis)
tayyorlangan quvurcha qollanilgan. Korpusga kavsharlangan quvurcha ichida
-
44
ozak joylashgan. Ozak chiziqli kengayish koeffitsiyenti kichik bolgan
materialdan (masalan, invar) ishlangan. Olchanayotgan muxitning xarorati
kotarilishi bilan birga quvurcha uzayadi. Bu hol ozakning uzayishiga olib keladi.
Shunda prujina shaynning bosh tomonini pastga tushiradi, oz navbatida u tortqi
va tishli sektor orqali strelkani uning oqi atrofida aylantiradi. Strelka esa shkalada
olchanayotgan xarorat qiymatini korsatadi va belgilangan xolatda kontaktlarni
ulaydi.
Dilatometrik termometrlar suyuliqlar xaroratini olchashda ham xaroratni
malum darajada avtomatik ravishda saqlash uchun va signalizatsiyada
qollaniladi. Dilatometrik termometrlar 1.5 va 2.5 aniqlik klassida chiqariladi,
ularning yuqori olchash chegarasi 5000S gacha boladi. 150 0S dan oshmagan
xaroratlar uchun quvurchalar jezdan, ozaklar esa invardan ishlanadi, undan
yuqori xaroratlar uchun quvurchalar zanglamas polatdan, ozaklar esa kvarsdan
ishlanadi.
2.13-rasm. Dilatometrik va bimetallik datchiklarning sxemalari.
Afzalliklari: ishonchlilik va sezgirlik korsatkichlari yuqori.
Kamchiliklari: asbob olchamlarining katta xajmligi, xaroratning bir
nuqtada emas, xajmda olchanishi, issiqlik inersiyasining kattaligi, korsatkichlarni
masofaga uzatish imkoniyati yoqligi kabilar.
Bimetalli termometrlarning sezgir elementi ikki kavsharlangan plastinkadan
tayyorlangan prujinadan iborat. Bu plastinkalarning issiqlikdan kengayish xarorat
koeffitsiyenti turlicha bolgan metallardan tayyorlanadi. aroratning ozgarishi
-
45
plastinkalarning uzayishiga olib keladi. Plastinkalar bir-biriga nisbatan siljiy
olmaganligi sababli prujina issiqlikdan kengayish xarorat koeffitsiyenti kam
bolgan plastinka tomon ogadi. Plastinkalar uzayishining xarorat koeffitsiyenti
farqi qancha katta bolsa, prujinaning xarorat ozgarishidagi ogishi shuncha kop
boladi.
2.13-rasmda yassi plastinkali bimetalli termometrning tuzilish sxemasi
korsatilgan. arorat ozgarishi bilan bimetall prujina pastga egiladi. ortqi
strelkani oq atrofida aylantiradi. Strelka shkalada olchanayetgan xarorat
qiymatini korsatadi va belgilangan korsatkichda kontaktlarning holatini
ozgartiradi. Sezgir elementlar sifatida yoysimon yoki vintsimon spirallar
qollaniladi. Bimetalli termometrlar bilan xaroratni olchash chegarasi -1500S
dan 700 0S gacha, xatosi - 1...1.5%.
Bu turdagi termometrlar xaroratni malum darajada avtomatik saqlash va
signalizatsiya uchun qollaniladi.
Bimetalli termometrlarning kamchiliklari: charchash hollari
(daradalanishining ozgarishi, hatto metallarning ajralishi), issiqlik inersiyasining
kattaligi, maxalliy sanoq.
2.5.3. Manometrik datchiklar
Sezgir elementining turiga qarab manometrik datchiklarni quyidagilarga
ajratiladi: manometrik, silfonli va membranali (2.14-rasm).
2.14 - rasm. Manometrik datchiklarning turlari.
a - membranali, v - silfonli, s - manometrik.
-
46
Manometrik termometrlar texnikaviy asbob bolib, termotizmning ish
moddasi jihatidan gazli, suyuqlikli va kondensasion turlariga ajratiladi. Bu
asboblar -1500S dan 600 0S gacha bolgan suyuliq va gazsimon muhitlar
xaroratini olchash uchun qollaniladi. Maxsus toldirgichli termometrlar esa
1000S dan 1000 0S gacha, bolgan xaroratlarga moljallangan.
Asbobning tizimi (termobalon, kapilyar sigimlari, ish moddasi) asosan
gaz (gazli asboblarda) va suyuqlik (suyuqli asboblarda) bilan boshlangich
bosimda toldiriladi. ermobalon isishi bilan ishchi moddaning bosimi oshadi.
Buning natijasida asboblardagi membranalar, silfonlar manometrik quvurchalar
xarakatlanishi boshlanadi. Sezgir elementlar xolati ozgarilishi natijasida ularga
ulangan strelkalar xolatini ozgartirib kontaktlarni ishga tushiradi. Ushbu
datchiklarning olchash chegaralari ishchi moddaning qaynash va qotish
xaroratlari bilan cheklanadi.
Gazli manometrik termodatchiklarning oziga hos kamchiliklaridan biri
issiqlik inersiyasining kattaligidir. Buning sababi: termobalon devorlari bilan uni
toldirgan gaz ortasidagi issiqlik almashish koeffitsiyentining kichikligi va
gazning otkazish qobiliyatining pastligi.
2.5.4. ermoqarshiliklar
ermoqarshiliklar xaroratni qarshilik termometrlari bilan olchash xarorat
ozgarishi bilan otkazgichlar qarshiligining ozgarish xususiyatiga asoslangan.
Demak, otkazgich yoki yarim otkazgichning omik qarshiligi uning xarorati
funksiyasidan iborat, yani R=f(t). Bu funksiyaning korinishi termometr qarshiligi
materialining xossalariga bogliq. Kopchilik toza metallarning elektr qarshiliklari
xarorat kotarilishi bilan ortadi, metall oksidlar (yarim otkazkichlar) ning
qarshiligi esa kamayadi. Qarshilik termometrini tayerlashda quyidagi talablarga
javob beruvchi toza metallar qollaniladi:
1. Metall olchanayotgan muxitda oksidlanmasligi va uning ximiyaviy tarkibi
ozgarmasligi kerak.
-
47
2. Metallning xarorat qarshilik koeffitsiyenti yetarli darajada katta va
stabillashgan bolishi lozim.
3. Qarshilik xarorat ozgarishi bilan togri yoki ravon egri chiziqli keskin
chetlanishlar va gisterezis xolatlarisiz ozgarishi kerak.
4. Solishtirma elektr qarshilik deyarli katta bolishi kerak. Malum xaroratlar
intervalida yuqoridagi talablarga platina, mis, nikel, temir, volfram kabi metallar
javob beradi.
Qarshilik termometrining issiqlik sezgir elementi diametri 0,05...0,07 mm ga
teng platina simdan (SP) yoki diametri 0,1mm ga teng toza mis elektrolit simdan
(SM) ishlanadi. Sanoat ishlab chiqaradigan platinali qarshilik termometrlari -200
0S dan + 650 0S gacha bolgan xaroratlarni olchashga moljallangan. Platina sim
(5.5-rasm) chetlari tishli slyuda plastinaga induksiyasiz (biflar) oraladi. Plastinaga
oralgan platina sim, uning izolyatsiyasi va mexanikaviy mustaxkamligini
taminlash uchun, ikki tarafidan slyuda qoplagichlar bilan berkitiladi. Uchala
slyuda detal (platina va koplagichlar) kumush lenta bilan paket hosil qilgan.
Misli qarshilik termometrlarini sanoatda -50 0S dan + 180 0S gacha
xaroratlarni olchash uchun chiqariladi. Standart misli qarshilik termometrining
emal simi bir necha qavat qilib silindr shaklidagi plastmassa sterjenga oraladi.
Sim lak bilan qoplangan.
2.15-rasm. ermoqarshilikning sezgirlik elementi.
-
48
2.6. Satx, bosim va burchak tezligi datchiklari
2.6.1. Satx datchiklari va ularning ish prinsiplari
Qishloq va suv xojaligida suyuqliq va maxsulotlar satxini aniqlash
maqsadida qalqovichli (pokakli yoki paplavkali) gidrostatik va elektrodli satx
datchiklari qollaniladi.
Qalqovichli datchiklar suyuqlik satxi ozgarishini qabul qiladigan
qalqovichdan va chiqish elektr signaliga ozgartiradigan elementdan tashkil topgan
boladi. Ozgartirgichlar sifatida aktiv yoki induktiv datchiklar ishlatiladi. 2.16, a -
rasmda potensiometrik ozgartirgichli qalqovichli satx datchigining sxemasi
korsatilgan. Yengil qalqovichli (1) bilan potensiometrik datchikning (3)
boglanishi blok (4) orqali otkazilgan tros (2) yordamida amalga oshiriladi.
Qalqovichning ogirligi yuk (5) bilan moslashtirib boriladi. Suyuqlik satxining xar
qanday ozgarishi satx olchov birligiga moslangan ikkilamchi olchov asbobidagi
(UA) kuchlanish ozgarishiga proporsional ravishda tasir qiladi. Qalqovichli satx
datchiklari suyuqlik satxining katta katta miqdorda ozgarishlarini olchash uchun
xizmat qiladi. Ularning asosiy kamchiligi qalqovichning xarakatlanib turishidir.
Gidrostatik datchiklarda suyuqlik satxini nazorat qilish maxsus silindrik
idishdagi suyuqlikning gidrostatik ogirligi ozgarishiga asoslangan boladi (2.16,
b-rasm). Suyuliq bosimi satxini (h) proporsional bolib, membranani (1) egilishga
tasir qiladi va maxsus komir ustun (2) yordamida elektr signalga ozgartiriladi.Bu
signalni satx birligiga mos ravishda olchov asbobi (P) yordamida olchab boriladi.
Qalqovichli (poplovikli) va gidrostatik datchiklar suyuqlikning satxi boyicha
emas, aslida uning massasi boyicha olchaydi, shuning uchun haroratning va
suyuqlik tarkibining ozgarishi natijasida olchov xatoliklari kelib chiqadi.
Elektrodli datchiklar suyuqlik ichiga tushiriladigan bir va bir necha
elektrodlardan tashkil topgan boladi. Bunday turdagi datchiklarda suyuqlik
satxining ozgarishi natijasida elektrodlar orasidagi muxitning aktiv va sigim
-
49
otkazuvchanligi ozgaradi. Suyuqlik muxitining aktiv otkazuvchanligi
ozgarishiga asoslangan elektrodli satx datchigining sxemasi 2.16, v-rasmda
keltirilgan.
a) b) v)
2.16-rasm. Qalqovichli (a), gidrostatik (b) va elektrodli (v) satx datchiklari.
Sochiluvchan maxsulotlarni, shu jumladan don maxsulotlarining satxini
nazorat qilish suyuqlik satxini nazorat qilishga nisbatan anchagina
murakkabrokdir, chunki bu maxsulotlar anchagina elektr qarshiligiga ega hamda
ular don bunkeri tolishi bilan gorizontal tekislik hosil qilmaydi. Bundan tashqari
bunkerlarni don bilan tolishida datchiklarning sezgirlik elementlari shikastlanishi
mumkin.
Don satxini elektrodli datchik yordamida nazorat qilishning prinsipial
sxemasi 2.17, b-rasmda keltirilgan. Bunday datchikning ishlash pritsipi
quyidagicha: elektrodlararo oraliqning (E) don bilan tulishi natijasida elektrodlar
orasidagi otkazuvchanlik oshadi, natijada gazorazryadli lampa (YeL) yonadi va
releni (R) ishga tushiradi hamda don uzatish liniyasiga signalni uzatadi. Sxemaga
R3 va R2 rezistorlardan tashkil topgan kuchlanish taqsimlagichi orqali 220 V
ozgaruvchan kuchlanish beriladi. Bunday datchiklar namligi 13 foizdan yuqori
bolgan donlar uchun qollaniladi.
-
50
2.17-rasm. Elektrodli satx datchigining prinsipial sxemasi.
RUS sath olchagichi elektr otkazuvchan va elektr
otkazmaydigan suyuqliklarning sathini uzluksiz ravishda uzoq masofadan
olchash va uni chiqishda ozgarmas tok signali korinishiga keltirish uchun
moljallangan.
Bu asbob agressiv va portlash hususiyatiga ega bolgan suyuqliklar
muhitida ham ishlashi mumkin. RUS sath olchagichi gidromelioratsiya
obektlarida texnologik jarayonlarni nazorat qilish va boshqarish,
shuningdek, ochiq kanallarda sath olchash datchigi sifatida ham qollaniladi.
RUS sath olchagichi melioratsiya sohasida keng qollanilayotgan
datchiklardan hisoblanadi, chunki bu asbob yordamida olingan chiqish
signali ozgarmas tok signaliga aylantirilib uni uzoq masofaga uzatish
imkonini beradi. Olingan tok signali statsionar ozgartkich orqali chastotaviy
yoki kodlashtirilgan signalga aylantirilib telemexanik sistema orqali
dispecher punktiga uzatilishi mumkin. Ye-832 ozgartkichi shunday
elementlardan biri hisoblanib, u ozgarmas tok signalini chastotaga aylantirib
beradi. Ushbu ozgartkich bilan laboratoriya ishini bajarayotganda tanishish
mumkin. Sath olchagich tarkibiga birlamchi ozgartkich (BO) va uzatuvchi
olchov ozgartgichi (OO) kiradi.
RUS qurilmasining tarkibiy tuzilish sxemasi 2.18 - rasmda korsatilgan.
Birlamchi ozgartkich (BO) quyidagi elementlardan tashkil topgan:
-
51
sigimli sezgir element I (yuqori karroziyaga qarshi xususiyatga ega bolgan
fotoplastik izolyatsiyali PNFD nikelli otkazgich), sigimli generator -
ozgartkich 3 kalibrli sigimlar batareyasi 2 va ozgarmas tok koprik
sxemasi (4) dan tashkil topgan elektron blok.
Sezgir elementning olchash uchun ajratilgan qismigacha bolgan
sigim quyidagicha aniqlanadi:
Sn=Son+kh/H (2.16)
bu yerda SON - olchov qismining boshlangich sigimi;
K proporsionallik koeffitsiyenti (sezgir elementning konstruksiyasi va
tekshirilayotgan muhit bilan xarakterlanadi);
h sathning ozgarayotgan qiymati;
H olchov diapazon;
Birlamchi ozgartkich tekshirilayotgan suyuqlik sathini ozgarishini
elektr sigimga (S) aylantirib songra yana bu signalni ozgarmas tokli
kuchlanishga ozgartirib berish uchun xizmat qiladi.
Uzatuvchi olchov ozgartkichi (OO) ozgarmas tok kuchaytirgichi 5 va
chiqish signalini bir meyorga keltiruvchi kuchaytirgich 6 dan tashkil topgan.
Bu ozgartkichning vazifasi:
h-sath olchagichning barcha qismlarini stabil ozgarmas kuchlanish bilan
taminlash;
H-qayta boglanish signalini hosil qilish;
- bir hil qiymatga ega bolgan ozgarmas tokning chiqish signalini hosil
qilish.
Sxemadagi qayta boglanish chiqishdagi tok signalining
olchanayotgan suyuqlikning sathiga nisbatan chiziqli boglanishini hosil
qiladi. Chiqish signalini bir myorga keltiruvchi 6 kuchaytirgichdan olingan
signal suyuqlik sathining h holatiga togri proporsional bolib, sath
korsatkichi hisoblanadi.
-
52
2.18-rasm. RUS sath olchagichining tarkibiy sxemasi
2.6.2. Bosim datchiklari
Qishloq va suv xojaligida qollaniladigan bosim datchiklarining turlari kop
bolib, ular suyuqlik va gazlar bosimini olchash uchun xizmat qiladi. Kopchilik
bosim datchiklarining ish prinsiplari bosim kuchini mexanik kuchlarga aylantirib
berish prinsipiga asoslangan boladi. Bunday datchiklarning qabul qiluvchi
elementlari olchanayotgan bosim tasirida boladi. Yuqori bosimlarni olchashda
bosim tasirida otkazgichning elektr qarshiligi ozgarishi xodisasiga asoslangan
datchiklar qollaniladi. Gazlarning kichik bosimlarini nazorat qiladigan
datchiklarda esa ularning issiqlik otkazuvchanligi, yumshoqligi, ionlanish darajasi
kabilar xisobga olinadi.
Qishloq va suv xojaligida mexanik qabul qilish elementiga ega bolgan
suyuqlikli, porshenli, membranali hamda silfonli datchiklar qollanilib kelinmoqda.
Suyuqlikli bosim datchiklarining U-shaklli (2.19, a-rasm), qongiroqchali
(2.19,b-rasm), gidrostatik (2.19,v-rasm), membranali (2.19, g-rasm), silfonli (2.19,
d-rasm), manometrik trubkali (2.19, ye-rasm) turlari mavjud.
U-shaklli suyuqlik datchiklarida bosimlar farqi F = F1 F2 suyuqlik ustuni
ogirligi bilan muvozanatlashadi:
F = h, (2.17)
Bu yerda, - suyuqlikning solishtirma ogirligi.
-
53
Qongiroqchali tizimlarda bosimlar farqi F = F1 F2 qongiroqchani
aralashuvini hosil qiladi va natijada F1 bosimni aniqlash imkoniyati tugiladi.
Gidostatik tizimlarda xalqali tarozili kameraning burilish burchagi bosimlar
farqi F = F1 F2 ga proporsional boladi.
2.19-rasm. Suyuqlikli bosim datchiklarining turlari:
a) U-shaklli; b) qongiroqchali; v) gidrostatik, g) membranali, d)
silfonli, ye) manometrik trubkali.
Suyuqlikli bosim datchiklari aniq va bir meyorda ishlashi bilan bir qatorda
ularning ekspluatatsion noqulayliklari (kichik oraliqlarda olchash sharoitlari,
faqatgina vertikal holatda ishlashi, katta olchamlarga ega bolganligi kabilar)
sababli oxirgi paytlarda ularni ornini takomillashgan datchiklar egallamoqda.
Membranali datchiklarda (2.19,a-rasm) elastik plastina (membrana) nazorat
qilinayotgan muxit bosimi tasirida boladi va kontaktli tizim bilan mustaxkam
boglangan shtokka tasir korsatadi. Bunday turdagi datchiklar sodda tuzilishi,
puxtaligi, olchovlarni yetarlicha aniqlik bilan olchashi sababli ularni qollash yil
sayin kopayib bormoqda.
Silfonli datchiklar (2.19,b-rasm) egiluvchan materialdan yasalgan
gofrirovanli yupqa devorli trubkadan tashkil topgan boladi. ashqi va ichki
bosimlar farqini unga tasir qilayotgan kuch hosil qiladi. Bu kuch tasirida
silfonning chozilishi va qisilishi hosil boladi. Silfonning bosh uchini siljishi
korsatkich strelkasi va xarakatlanuvchan kontaktlari orqali amalga oshiriladi.
-
54
2.6.3. Sarf datchiklari
Sarf datchiklarini qollashda turli xil fizikaviy prinsiplardan foydalaniladi.
Uzluksiz oquvchan suyuqliklar va gazlarning sarfini aniqlashning eng kop
tarqalgani drosselli qurilmalarda bosimning ozgarishi boyicha olchash usuli
hisoblanadi (2.20-rasm). Drosselli qurilmalar sifatida diafragmalar, sopla va
Venturi trubkalari qollaniladi.
Drossel-diafragmali suyuqlik datchiklarida (2.20,a-rasm) unga ornatilgan
trubkaning 1 ikkala tomonida 2 impulsli trubkalar joylashgan boladi. Rezistor R
suyuqlik bilan shuntlanadi, hamda bosim va tok ozgarishini proporsionalligini
taminlaydi. Ikkilamchi jihozdagi tok I u quyidagicha aniqlanadi:
Iu = a (P1 P2) = a P. (2.18)
2.20-rasm. Sarf datchiklari:
a) drossel-diafragmali; b) vertikal qanotli tezlik, v) spiral-qanotchali
Bosim ozgarishi R (N/m ) va sarf Q (m /s) orsidagi boglanish quyidagi
tenglik bilan ifodalanadi:
Q =s S0 g2,0
(2.19)
-
55
Bu yerda:Sp-diafragma teshigi yuzasi,m2; s sarf koeffitsiyenti;
-proporsionallik koeffitsiyenti; P-bosim ozgarishi N/m2; g-erkin tushish
tezlanishi,m/s2; -muxitning zichligi,kg/m3; Sarfni olchovchi tezlik datchiklari suv, suyuq yoqilgi, gaz va boshqa
moddalarni aniqlash schyotchiklarida qollanilib kelinmoqda.
Vertikal qanotli tezlik datchiklarida (2.20,b-rasm) ular orqali otadigan
suyuqlik vertushkani 2 aylanishiga sababchi boladi. Bunda oqim tezligiga
propotsional bolgan aylanish chastotasi quyidagicha boladi:
n = av = aQ/S, (2.20)
bu yerda a proporsionallik koeffitsiyenti, ayl./min;
v suyuqlik tezligigi,m/s
Q suyuqlik sarfi, m3/s;
S datchikning ishchi yuzasi, m2.
Spiral vertushkali datchiklar (2.20,v-rasm) suyuqlikni katta sarflarini
aniqlashda ishlatiladi. Bunday turdagi datchiklar boshqa turdagi datchiklardan
farqli olaroq truboprovodlarning notekis joylarida ham ishlash qobiliyatiga ega.
Spiral vertushkaning aylanish chastotasi n (ayl./s) sarfga Q (m /s) togri
proporsional va qanot qadamiga l (m) teskari proporsional boladi:
n = a Q / Sl. (2.21)
2.6.4. Burchak tezligi datchiklari
Burchak tezligi datchiklari asosan 3 guruhga bolinadi: mexanik, gidravlik
va elektrik.
Burchak tezligining mexanik markazdan qochma datchigining kinematik
sxemasi 2.21,a-rasmda korsatilgan. Bunda yuklanma 1 markazdan qochma kuch
Fs = amw r tasirida prujinani 2 siqadi va valning aylanishi boyicha 5 muftani 3
siljitadi. Muftaning siljishi induktiv ozgartirkichga uzatiladi va aylanish tezligi
hisoblanadi.
-
56
Datchikning sezgirligi quyidagicha aniqlanadi:
Kd = dFs/dw = 2amwr, (2.22)
bu yerda m - aylanayotgan yuklarning massasi; r - yuklarning aylanish
radiusi; w aylanish burchak tezligi.
Mexanik markazdan qochma datchiklar katta xatoliklarga ega va tezlikni
faqatgina kichik oraliqlarda olchashga moljallangan boladi.
Gidravlik datchiklar (2.21,b-rasm) asosan aylanish chastotasini proporsional
ravishda suyuqlik bosimga yoki sarf ozgarishiga aylantirib berish uchun hizmat
qiladi. Bunday turdagi datchiklar nasosdan 1, suyuqlik bosimi ozgarishini qabul
qiluvchi prujinali porshendan 2 hamda aylanish chastotasini ulab boradigan
shkalalardan tashkil topgan boladi. Bu turdagi datchiklarning amalda qollanilishi
ularning murakkab tuzilishi va olchovlarni yuqori darajada emasligi sababli
anchagina chegaralangan.
ozirgi davrda elektrik datchiklarning qollanilishi keskin ravishda kopayib
bormoqda. Bunday datchiklar odatda ozgarmas yoki ozgaruvchan tokli
mikrogeneratorlar (taxogeneratorlar) shaklida bajarilgan boladi.
a) b)
2.21-rasm. Mexanik (a) va gidravlik (b) burchak tezligi datchiklari.
Ularning chiqish kuchlanishi U aylanish chastotasiga proporsional boladi:
U = a w, (2.23)
bu yerda a proporsionallik koeffitsiyenti.
-
57
Datchikning sezgirligi esa quyidagicha ifodalanadi:
Kd = dU/dw. (2.24)
Chastotali elektrik tezlik datchiklari aylanish tezligini chastotaga yoki tok
va kuchlanish amplitudasiga ozgartirib beradi.
Vaqt-impulsli datchiklarida (2.22,a-rasm) elektr otkazuvchan qatlam bilan
qoplangan 2 izolyatsion barabanning 1 aylanishi natijasida chap yotka navbati
bilan elektr zanjirini qoshib va ochib turadi. Natijada impulslar hosil qilinadi va
ularni ikkilamchi asbob A yozib boradi. Impulslar soni quyidagicha topiladi:
N = a w, (2.25)
Bu yerda a proporsionallik koeffitsiyenti.
Datchikning sezgirligi (imp. s/rad) esa quyidagicha ifodaladi:
Kd = dN/dw. (2.26)
Vaqt-impulsli datchiklarining asosiy kamchiligi ularning
kontaklarini tez ishdan chiqib turishidir.
Induksion tezlik datchiklarida (2.22,b-rasm) ozgarmas magnitning 2
aylanishi natijasida cholgamda 2 ozgaruvchan (impulsli) kuchlanish hosil
qilinadi va u valning aylanish tezligiga proporsional boladi.
2.22-rasm. Elektrik tezlik datchiklari.
d) - vaqt -impulsli; ye va j) induksion.
-
58
2.7. Namlik datchiklari
2.7.1. Namlik korsatgichlari xaqida tushuncha
Maxsulotlar va muxit namliklari asosiy korsatgich bolib, ularni texnologik
jarayonlarni avtomatlashtirishda boshqarish va vaqti-vaqti bilan nazorat qilish va
olchab turish kerak boladi. Maxsulot tarkibidagi namligi asosan absolyut (I) va
nisbiy (U) namlik korsatgichlari bilan baholanadi.
Absolyut namlik quyidagicha ifodalanadi:
,%1000
= (2.27)
Bu yerda, M maxsulotdagi namlik massasi;
Mo- absolyut quruq maxsulot massasi.
Namlik esa quyidagicha aniqlanadi:
,%1000 +
= (2.28)
Nisbiy namlik: 10
= (2.29)
bu yerda ax xaqiqiy absolyut namlik; am maksimal absolyut namlik.
2.7.2. Namlik datchiklarining klassifikatsiyasi
va ish prinsiplari
Ish prinsipi boyicha elektrik namlik dachiklari elektrofizikaviy va
elektroparametrik turlariga bolinadi. Elektrofizikaviy datchiklar radiatsion va
magnitoyaderli rezonans dachiklarini oz ichiga oladi. Radiatsion dachiklarning ish
prinsipi nam muxitnig infraqizil nurlarni, yuqori chastotali elektromagnit
tebralishlarni, - nurlar va neytron nurlanishlarni qabul qilish darajasini olchashga
-
59
asoslangan boladi. Magnitoyaderli rezonans datchiklarining ish prinsipi esa
vodorod atomlari yadrosi va namlikning radiochastotali magnit maydonini qabul
qilishi prinsipida ishlaydi.
Elektroparametrik datchiklar konduktometrik, dielkometrik va gigrometrik
turlarga bolinadi. Konduktometrik datchiklar elektrokimyoviy ozgartirgichlar
tarkibiga kiradi va ishlash prinsipi muxitning elektr otkazuvchanligini ozgarishi
natijasida namlikni aniqlashga asoslangan boladi. Chiqish korsatgichi bolib
bunda muxit otkazuvchanligi hisoblanadi.
Dielkometrik datchiklar dielektrik singdiruvchanlik (E=2...10 - qattiq jismlar
uchun; E=81-suv uchun) yoki dielektrik isrof tangens burchagi qiymatlari boyicha
namlikni aniqlanadi.
Gigrometrik datchiklar elektronli ozgartirgichlar guruhiga mansub bolib,
ularning ishlash prinsipi qoshimcha gigroskopik zarrachalarning mexanik yoki
elektrik xarakteriskalarini ozgarishiga asoslangan boladi.
Qishloq xojaligi ishlab chiqarishida gazlar va xavo namliklari datchiklari
keng miqyosda qollaniladi. Ularning quyidagi turlari mavjud: gigrometrik
dilatometrik datchiklar - namlik tasirida chiziqli olchamlari ozgarishiga,
gigristorlar, elektropsixrometrlar, xarorat - muvozanatli va kondensatsion
datchiklar - qarshilik ozgarishiga hamda radioskopik va infraqizil datchiklar - gaz
va xavoning fizikaviy xususiyatlarini ozgarishiga asoslangan boladi.
avo namligini aniqlashning psixrometrik usuli quruq va suv bilan
namlangan ikki termometrlarni qollashga asoslangan boladi. Bu prinsipda
namlikni nazorat tizimi datchiklari-elektropsixrometrlar ishlaydi.
Elektropsixrometrning prinsipial sxemasi 2.23-rasmda keltirilgan.
Muvozanatsiz, koprikning ikki yelkasiga ikkita bir hil yarimotkazgichli
termorezistorlar ulangan bolib, ular gigroskopik keramik trubkaga joylashtiriladi.
Birlamchi trubkanig bir tomoni suvga tushuriladi, ikkinchi tomoni esa xavoda
turadi. Yani termorezistor (Rg) quruq trubkada joylashadi va uning xarorati xavo
xaroratiga teng boladi. Suv bilan namlanadigan ikkilamchi trubkadagi
termorezitorning (R n) qarshiligi namning parlanishiga boglik boladi va
-
60
buglanish jarayonida xaroratning kamayishi hisobiga uning qarshiligi nisbatan
yuqori boladi. avo namligi qanchalik kam bolsa, nam trupka sirtidan suvning
parlanishi tezroq boladi. Bunda Rk va Rn orasidagi farq katta boladi va
ozgartirgichdagi (U) chiqish signali kuchliroq boladi.
Rk Rk Ut R1 R2
2.23-rasm. Elektropsixrometrning prinsipial sxemasi.
Maxsulotlar namligini aniqlaydigan elektrik datchiklar konduktometrik
(muxitning elektr otkazuvchanligi ozgarishi), dielkometrik (dielektrik
singdiruvchanligi E ozgarishi), radioizotopli, elektroabsorbsionli, ultrotovush va
SVCh (ota yuqori chastotali) datchiklarga bolinadi.
Konduktometrik va dielkometrik datchiklar silindrik yoki tekis xavo
kondensatorlaridan yasalgan elektrodlardan yoki igolkali elektrodlardan ham
tashkil topgan boladi. Maxsulot kondensatorlar orasiga joylashtirib, uning namligi
aniqlanadi.
-
61
2.8. Generator datchiklari
Generator datchiklarida bevosita sezgir elementlar kirish signali (x) chiqish
signaliga (u) ozgartiriladi. Ushbu ozgartirish kirish signali energiyasi hisobiga
boladi va chiqish signali elektr yurituvchi kuch korinishida hosil boladi. Bu
turdagi datchiklar juda sodda tuzilgan boladi va qoshimcha energiya manbaisiga
ega bolishi shart emas.
Generator datchiklari induksion, fotoelektrik, pezoelektrik va termoelektrik
datchiklari (termoparalar) guruxiga bolinadi.
2.8.1. Induksion datchiklar
Induksion datchiklarning ish prinsipi elektromagnit induksiya qonuniga
asoslangan boladi, yani magnit oqimi ozgartirilayotgan konturda EYUK osil
boladi:
dtdWE 2= (2.30)
Induksion datchiklar 3 hil korinishga ega: 1. Cholgamli 2. Ferromagnit
detali xarakatlanuvchi 3. axogeneratorli
Induksion datchiklar qishloq va suv xojaligi sohasida keng qollaniladi.
Don orish kombayni bunkeri ogirligini induksion datchiklar orqali uzluksiz
nazorat qilish sxemasi 2.25-rasmda keltirilgan.
Uning ishlash prinsipi quyidagicha: Bunkerni (1) donni tolishi va uning
ogirligini ozgarishi natijasida prujina (2) siqiladi. Magnitlanmagan polat ozak
(3) ketma-ket ulangan cholgamlardan (W1 va W2 ) iborat galtak (4) ichida
xarakatlana boshlaydi. Bu ikkita cholgamlar koprik sxemaning (5) ikki qoshni
yelkasini tashkil etadi. Sxemadagi koprikning bitta diagonaliga olchov asbobi
ulangan, ikkinchisiga esa maxsus taminlash blokidan ozgaruvchan kuchlanish
uzatiladi.
-
62
2.24-rasm. Don orish kombayni bunkeri ogirligini induksion datchiklar orqali
uzluksiz nazorat qilish sxemasi
2.8.2. Fotoelektrik datchiklar
Fotoelektrik datchiklar guruxiga kiruvchi fotodiodlar va ventilli
fotoelementlarning ish prinsipi ichki fotoeffekt hodisasiga asoslangan boladi.
Ichki fotoelektrik effekt uruglik oqimi tasirida erkin elektronlar ozining
energetik holatini ozgartirib, moddaning ozida qolishi xodisasi bilan
xarakterlanadi. Bunda modda ichida kocha oladigan erkin zaryadlar hosil boladi.
Erkin zaryadlar modda ichida kochganda fotoelektr yurituvchi kuchlarni hosil
qiladi (ichki fotoeffektli fotoelementlar shu prinsipda qurilgan) yoki elektr
otkazuvchanlikni ozgartiradi (fotoqarshiliklar shu prinsipda qurilgan).
Ichki fotoeffektli fotoelementlar kopincha ventilli fotoelementlar deb
ataladi. Selenli fotoelementlar eng kop tarqalgan fotoelementlar hisoblanadi.
Selenli fotoelementning tuzilishi va sxemasi 2.25, a-rasmda, uning xarakteristikasi
esa 2.25, b-rasmda korsatilgan.
-
63
1 2 3 4
) )
2.25-rasm. Fotoelement va uning tavsifnomasi.
Element (2.25,a-rasm) yupqa oltin qatlami 1, berkituvchi qatlam 2, selenli
qatlam 3 va polat taglik 4 dan iborat. Selenning oltin bilan chegarasida berkituvchi
qatlam hosil boladi; bu qatlam detektorlik xususiyatiga ega bolib, yoruglik oqimi
bilan urib chiqarilgan elektronlarning orqaga qaytishiga imkon bermaydi.
Yoruglik oqimi oltin qatlamidan otib, ventilli fotoeffekt hosil qiladi, shunda
elektronlar yoritilgan qatlamdan yoritilmagan (izolyatsion berkituvchi qatlam bilan
ajratilgan) qatlamga otadi.
2.8.2.1. Fotorezistorlar
Fotorezistor yarim otkazgich fotoelektrik asbob bolib, bunda foto
otkazuvchanlik hodisasi qollaniladi, yani optik nurlanish tasirida yarim
otkazgichni elektr otkazuvchanligi ozgaradi. Fotorezistor tuzilishi quyidagi
rasmda korsatilgan.
2.26. rasm. Fotorezistorning tuzilishi va ulanish sxemasi.
-
64
1-plyonka yoki plastik 2-dielektrik material.
Asosiy kattaliklari:
IS i = , (2.31)
Qorongulik qarshiligi yoritilmagan fotorezistorlarning qarshiligi qiymati
teng diapazonga ega Rk =102109 Om;
Ishchi kuchlanishi ishchi kuchlanish qiymati fotorezistor olchamlariga
bogliq, yani elektronlar orasidagi masofaga bogliq ravishda 1-1000 V gacha
tanlanadi.
Shuni takidlash kerakki, fotorezistorlarning kattaliklari, tashqi muhit tasirida
ozgaradi. Fotorezistorlar afzalligi: yuqori sezgirligi, nurlanishning infraqizil
qismida qollash mumkinligi, olchamlari kichikligi va doimiy tok va
ozgaruvchan tok zanjirlarida qollash mumkinligi.
2.8.2.2. Fotodiodlar
Fotodiod deb yarim otkazgichli fotoelement asbob bolib, bitta elektron-
kovakli otishga va ikkita chiqishga egadir. Fotodiodlar ikki xil rejimda ishlashi
mumkin: 1) tashqi elektr energiya manbaisiz (fotogenerator rejimida); 2) tashqi
elektr energiya manbai yordamida (fotoozgartgich rejimida).
2.27. rasm. Diodning tuzilishi
-
65
2.8.2.3. Optoelektron asboblar
Optoelektron asbob deb elektr signalini optik signalga (nur energiyasi)
ozgartiruvchi, bu energiyani indekatorlarga yoki fotoelektrik ozgartkichlarga
uzatuvchi asboblarga aytiladi.
Kop tarqalgan optoelektron asboblardan biri optrondir. Optron nurlanish
manbasi va qabul qilgichdan tuzilgan boladi. Bu ikkalasi bir korpusga
joylashtirilgan va bir biri bilan optik va elektr bogliklikka ega boladi.
Elektron qurilmalarni optronlar aloqa elementi funksiyasini bajaradi, bunda
malumot optik nurlar orqali uzatiladi. Buning hisobiga galvanik boglanish
bolmaydi, va elektron uskunalarga salbiy tasir etuvchi qayta boglanishlar
bolmaydi.
2.28. rasm. Optronni tuzilishi.
1- Chiqishlar; .2 - Fotoqabul qilgich; 3-Korpus; 4-Optik muhit; 5-Svetodiod
Optronlar malumot toplash va saqlash qurilmalarida, registorlarda va
hisoblash texnikasi qurilmalarida qollaniladi.
Zamonaviy optoelektrnonlarda nur chiqaruvchi sifatida svetodiodlar, foto
qabul qilgich sifatida esa fotorezistorlar, fototiristorlar qollaniladi.
Qollanilgan foto qabul qilgich turiga qarab optronlar fotorezistorli,
fotodiodli, fototranzistorli va fototiristorlilarga bolinadi.
-
66
2.29.- rasm. Optronlarning shartli grafik belgilanishi
a) rezistorli; b) diodli; v) fototranzistorli g) fototiristorli
Fotoelektrik asboblarni belgilash tizimi: Fotoelektron asboblar xarf-sonli
kod bilan belgilanadi: - birinchi element xarflar; asbob guruxini bildiradi; fr
fotorezistorlar, fdfotodiodlar;
- ikkinchi element harflar asbobni tayyorlangan materialini korsatadi; GO
germaniy, GB germaniy, legirlangan brom; GZ germaniy legirlangan
oltingugurt bilan; GK germaniy kremniyli birikma; K-kremniy; KG kremniy
legirlangan geliyli; RG- arsenidli galliy va x.k.
- uchinchi element 001 dan 999 gacha sonlar ishlab chiqarish nomeri
- tortinchi element harf, yarim otkazgich fotoasboblar podgruppasini
belgilaydi; u-Unipolyar fotorezistor, B bipolyar fotorezistorlar, L kuchkili
fotodiodlar . Svsvlvn, FDGZ-001K fotodiod, germaniyli, legirlangan
oltingugurtli, ishlab chiqarilgan nomeri 001.
Optoelektronik datchiklar qishloq va suv xojaligida va sanoatda keng
qollanilib kelinmoqda. 2.30-rasmda yerga ishlov berish agregatini avtomatik
bajarishda osimliklar qatorini nazorat qilish fatodatchikning sxemasi keltirilgan.
2.30-rasm. Yerga ishlov berish agregatini avtomatik boshqarish tizimida
osimliklar qatorini fotodatchik yordamida nazorat qilish sxemasi:
1,2-yoruglik manbai, 3,4-fotoqarshilik ,
-
67
5,6-kuchaytirgichlar, 7,8-ijro mexanizmlari.
Ushbu datchik ishlov berish agregatining ikki tomonidan joylashtiriladi va
ular yoruglik manbasidan (1, 2), fatoqarshilikdan (3, 4), kuchayt