Truyền kết quả đi xa

Ch−ơng 7 truyền kết quả đI xa Trong công nghiệp, do yêu cầu sản xuất và quản lý sản xuất, trong nhiều tr−ờng hợp cần truyền kết quả từ thiết bị đo đến các bộ phận khác, ng−ời ta gọi chung là truyền kết quả đi xa. Để truyền kết quả đi xa ng−ời ta dùng hệ thống truyền xa gồm một bộ phát và một bộ thu. Theo quy −ớc, các dụng cụ mà kết quả đo của nó sẽ đ−ợc truyền đi xa là bộ phát, các bộ phận nhận tín hiệu do bộ phát đ−a tới và biến nó thành sự dịch chuyển của kim chỉ gọi bộ thu. 7.1. Truyền xa kiểu điện trở 7.1.1. Ph−ơng pháp biến đổi điện trở Khi truyền xa kiểu điện trở, ở bộ phát tín hiệu đo đ−ợc chuyển đổi thành tín hiệu điện nhờ một cảm biến vị trí kiểu biến trở, bộ thu là một đồng hồ đo kiểu milivôn kế. ở bộ phát, khi đại l−ợng đo (m) thay đổi, con chạy của biến trở (1) dịch chuyển và điện áp ra Ux thay đổi theo: U. L L U. R R U xxx == Điện áp Ux đ−ợc truyền đến bộ thu (2) là một milivôn kế đ−ợc chia độ theo đại l−ợng đo. Hệ thống truyền xa kiểu biến trở có cấu tạo đơn giản nh−ng có tiếp điểm nên làm việc kém tin cậy, đồng thời chịu ảnh h−ởng của sự thay đổi điện trở của biến trở. 21 LX, Rx X L, R Hình 7.1 Truyền xa kiểu biến trở 1) Biến trở 2) Milivôn kế - 103 - 7.1.2. Ph−ơng pháp dùng logomet Trên hình 7.2 trình bày sơ đồ một hệ thống truyền xa kiểu logomet. E N S O 1 2 5 43 α β R1 R2 Hình 7.2 Truyền xa kiểu logomet 1) Vành khuyên 2) Thủy ngân 3&4) Cuộn dây 5) Nam châm Bộ phát gồm vành khuyên (1) có thể quay quanh gối tựa (O), bên trong đặt hai điện trở R1, R2, phần d−ới vành khuyên điền đầy thủy ngân (2). Bộ thu là một logomet gồm hai cuộn dây (3) và (4) đặt trong từ tr−ờng của nam châm (5). Khi đo, d−ới tác động của đại l−ợng đo, giả sử vành khuyên quay một góc (α) làm tỉ số 2 1 R R thay đổi, sự phân bố dòng điện đi vào hai cuộn dây (3) và (4) của logomet thay đổi theo, làm quay kim chỉ một góc (β) phụ thuộc góc quay (α), tức là phụ thuộc giá trị của đại l−ợng đo. Ưu điểm của hệ thống truyền xa kiểu logomet là kết quả truyền ít chịu ảnh h−ởng của nguồn nuôi (E) nh−ng góc quay bị hạn chế. 7.2. Truyền xa kiểu từ cảm 7.2.1. Dùng cầu cân bằng cảm ứng Hệ thống truyền xa dùng cầu cân bằng cảm ứng gồm hai cuộn dây giống nhau bên trong có đặt lõi sắt từ, một cuộn dây làm bộ phát, một cuộn dây làm bộ thu. Mỗi - 104 - cuộn dây đ−ợc chia làm hai phần có kích th−ớc và thông số điện giống nhau (hình 7.3). Khi ch−a có tín hiệu đo, các lõi sắt từ của cuộn phát và cuộn thu ở giữa các cuộn dây ta có , cầu cân bằng và qua dây (ab) không có dòng điện chạy qua. Khi có tín hiệu đo tác động lên lõi sắt từ của bộ phát, làm nó dịch chuyển t−ơng đối với các cuộn dây. Giả sử lõi sắt từ của bộ phát dịch chuyển lên trên làm Z 3241 Z.ZZ.Z = 1 tăng lên và Z2 giảm xuống, dòng điện qua Z3 tăng. Khi Z3 tăng, lực hút của cuộn Z3 tăng hút lõi sắt từ của cuộn thu lên trên cho đến khi vị trí t−ơng đối của nó giống với vị trí t−ơng đối của lõi sắt của cuộn phát thì ta lại có , dòng điện qua dây (ab) lại bằng không. 3241 Z.ZZ.Z = Ưu điểm của hệ thống truyền xa dùng cầu cân bằng cảm ứng là có thể truyền đi một độ dịch chuyển t−ơng đối lớn, nh−ng nó có nh−ợc điểm là độ nhạy bị hạn chế do ma sát cơ. Z3 Z4 Z1 Z2 1 ba X 2 ∼127V Hình 7.3. Sơ đồ truyền xa dùng cầu cân bằng cảm ứng 1) Bộ phát 2) Bộ thu 7.2.2. Dùng biến thế vi sai Trong bộ truyền xa dùng biến thế vi sai, bộ phát và bộ thu là hai biến thế vi sai giống nhau. Mỗi biến thể vi sai gồm một cuộn dây sơ cấp và hai cuộn dây thứ cấp giống nhau hoàn toàn, mắc xung đối. Lõi sắt của bộ phát thay đổi vị trí t−ơng đối theo trị số của đại l−ợng cần đo (hình 7.4). Khi ch−a có tín hiệu đo, lõi sắt của cuộn phát và cuộn thu nằm chính giữa hai cuộn dây thứ cấp của mỗi cuộn, khi đó: ⇒ 2p1p uu = 0uuu 2p1pp =−= Và ⇒ 2t1t uu = 0uuu 2t1tt =−= - 105 - Lúc này 0uuu tp =−=∆ , tín hiệu vào khuếch đại bằng không, động cơ và cơ cấu cam đứng yên. 2 ∼23V up1 up2 ut2 54 3 1 ∆u ut1up ut Hình 7.4 Sơ đồ hệ thống truyền xa dùng biến thế vi sai 1) Bộ phát 2) Bộ thu 3) Bộ khuếch đại 4) Động cơ 5) Cam Khi đo, d−ới tác động của đại l−ợng đo, lõi sắt của bộ phát dịch chuyển, giả sử lõi sắt đi lên trên làm cho up1 tăng, up2 giảm và 0uuu 2p1pp ≠−= . Khi đó và tín hiệu vào khuếch đại khác không, động cơ quay. Khi động cơ quay, cam (5) liên động với động cơ quay theo, đồng thời làm cho lõi sắt của bộ thu dịch chuyển cùng h−ớng với lõi sắt của bộ phát cho đến khi vị trí của hai lõi sắt nh− nhau thì 0u ≠∆ 0u =∆ và động cơ ngừng quay. Hệ thống truyền xa loại này th−ờng dùng truyền kết quả đo l−u l−ợng, áp suất hoặc mức chất l−u. 7.3. Truyền xa kiểu đồng bộ Truyền xa kiểu đồng bộ gồm một xenxin phát và một xenxin thu (hình 7.5). Mỗi xenxin thực chất là một động cơ đồng bộ, cuộn một pha đặt ở rôto, ba cuộn ba pha đặt ở stato và nối hình sao. Các cuộn ba pha của xenxin phát và thu mắc xung đối nhau, t−ơng đ−ơng hai biến thế mắc xung đối. Khi ch−a đo, rôto của xenxin phát và xenxin thu có vị trí giống nhau thì sự phân bố sức điện động trong các cuộn stato của hai xenxin giống nhau. Khi đo, giả sử rôto của xenxin phát quay một góc (α) làm sự phân bố sức điện động trong cuộn dây ba pha của xenxin phát thay đổi, qua dây A, B, C sẽ có dòng điện chạy qua, các dòng điện này tạo ra từ tr−ờng quay trong cuộn ba pha của - 106 - xenxin thu, từ tr−ờng quay làm rôto xenxin thu quay cùng chiều với rôto xenxin phát cho đến lúc vị trí rôto của hai xenxin giống nhau thì ngừng quay. Hệ thống truyền xa kiểu đồng bộ có thể truyền xa một góc quay lớn tùy ý. A C B 21 Hình 7.5 Truyền xa kiểu đồng bộ 1) Xenxin phát 2) Xenxin thu - 107 -