Меню

Сигнализатор изменения напряжения структурная схема

Сигнализатор изменения напряжения структурная схема

Индикаторы и сигнализаторы на регулируемом стабилитроне TL431

Сигнализатор превышения напряжения

Индикатор пониженного напряжения

При необходимости подключения исполнительного устройства можно использовать правую часть чертежа. Либо реализовать задуманное на тиристоре или сразу подключив оптопару со встроенным тиристором.

Если требуется контролировать только изменение напряжения индикатор можно собрать по схеме, представленной на рисунке 4.

Если требуется следить за изменением какой-либо физической величины, то резистор R2 можно заменить датчиком, изменяющим сопротивление под действием окружающей среды. Подобное устройство показано на рисунке 5.

Кроме перечисленных световых индикаторов возможно собрать и звуковой индикатор.

Ниже приводится схема и печатка еще одного светодиодного индикатора с использованием микросхемы типа TL(LM)431 и дается описание ее работы.

В заключение хотелось бы обратить внимание читателей, что при практическом использовании вышеописанной схемы LED индикатора понижения напряжения питания целесообразно включить крайние выводы подстроечного сопротивления R1 в схему через ограничительные резисторы. Это обеспечит более точную установку напряжения переключения светодиодов и облегчит процесс настройки схемы.

Дерзайте, господа творческие личности!

Вот, еще нашел кой какой материал в других источниках. Извините, если повторюсь.

Описание регулируемого стабилитрона TL431.

Микросхема TL431 — это регулируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания.

Основные технические характеристики TL431:

  • напряжение анод-катод: 2,5…36 вольт;
  • ток анод-катод: 1…100 мА (если нужна стабильная работа, то не стоит допускать ток менее 5мА);

Точность опорного источника напряжения TL431 зависит от 6-той буквы в обозначении:

  • без буквы — 2%;
  • буква A — 1%;
  • буква B — 0,5%.

Видно, что TL431 может работать в широком диапазоне напряжений, но вот токовые способности не так велики всего 100 мА, да и мощность рассеиваемая такими корпусами не превышает сотен мили Ватт. Для получения более серьезных токов интегральный стабилитрон стоит использовать как источник опорного напряжения, регулирующую функцию доверив мощным транзисторам.

TL431 одна из самых массово выпускаемых интегральных микросхем, с начала своего выпуска в 1978 году TL431 устанавливалась в большинство блоков питания компьютеров, ноутбуков, телевизоров, видео-аудио техники и другой бытовой электроники.
TL431 является прецизионным программируемым источником опорного напряжения. Такая популярность обусловлена низкой стоимостью, высокой точностью и универсальностью.

Принцип работы TL431 легко понять по структурной схеме: если напряжение на входе источника ниже опорного напряжения Vref, то и на выходе операционного усилителя низкое напряжение соответственно транзистор закрыт и ток от катода к аноду не протекает (точнее он не превышает 1 мА). Если входное напряжение станет превышать Vref, то операционный усилитель откроет транзистор и от катода к аноду начнет протекать ток.

Цоколевка TL431

TL431 имеет три вывода: катод, анод, вход.

Аналоги TL431

Отечественными аналогами TL431 являются:

К зарубежным аналогам можно отнести:

Схемы включения TL431

Микросхема стабилитрон TL431 может использоваться не только в схемах питания. На базе TL431 можно сконструировать всевозможные световые и звуковые сигнализаторы. При помощи таких конструкций возможно контролировать множество разнообразных параметров. Самый основной параметр — контроль напряжение.

Переведя какой-нибудь физический показатель при помощи различных датчиков в показатель напряжения, возможно изготовить прибор, отслеживающий, например, температуру, влажность, уровень жидкости в емкости, степень освещенности, давление газа и жидкости. ниже приведем несколько схем включения управляемого стабилитрона TL431.

Стабилизатор тока на TL431

Данная схема является стабилизатором тока. Резистор R2 выполняет роль шунта, на котором за счет обратной связи устанавливается напряжения 2,5 вольт. В результате этого на выходе получаем постоянный ток равный I=2,5/R2.

Индикатор превышения напряжения

Работа данного индикатора организована таким образом, что при потенциале на управляющем контакте TL431 (вывод 1) меньше 2,5В, стабилитрон TL431 заперт, через него проходит только малый ток, обычно, менее 0,4 мА. Поскольку данной величины тока хватает для того чтобы светодиод светился, то что бы избежать этого, нужно просто параллельно светодиоду подсоединить сопротивление на 2…3 кОм.
В случае превышения потенциала, поступающего на управляющий вывод, больше 2,5 В, микросхема TL431 откроется и HL1 начнет гореть. Сопротивление R3 создает нужное ограничение тока, протекающий через HL1 и стабилитрон TL431. Максимальный ток проходящий через стабилитрон TL431 находится в районе 100 мА. Но у светодиода максимально допустимый ток составляет всего 20 мА. Поэтому в цепь светодиода необходимо добавить токоограничивающий резистор R3. Его сопротивление можно рассчитать по формуле:

R3 = (Uпит. – Uh1 – Uda)/Ih1

где Uпит. – напряжение питания; Uh1 – падение напряжения на светодиоде; Uda – напряжение на открытом TL431 (около 2 В); Ih1 – необходимый ток для светодиода (5…15мА). Также необходимо помнить, что для стабилитрона TL431 максимально допустимое напряжение составляет 36 В.

Величина напряжения Uз при котором срабатывает сигнализатор (светится светодиод), определяется делителем на сопротивлениях R1 и R2. Его параметры можно подсчитать по формуле:

R2 = 2,5 х Rl/(Uз — 2,5)

Если необходимо точно выставить уровень срабатывания, то необходимо на место сопротивления R2 установить подстроечный резистор, с бОльшим сопротивлением. После окончания точной настройки, данный подстроичник можно заменить на постоянный.

Иногда необходимо проверять несколько значений напряжения. В таком случае понадобятся несколько подобных сигнализатора на TL431 настроенных на свое напряжение.

Проверка исправности TL431

Выше приведенной схемой можно проверить TL431, заменив R1 и R2 одним переменным резистором на 100 кОм. В случае, если вращая движок переменного резистора светодиод засветиться , то TL431 исправен.

Индикатор низкого напряжения

Разница данной схемы от предшествующей в том, что светодиод подключен по иному. Данное подключение именуется инверсным, так как светодиод светится только когда микросхема TL431 заперта.

Если же контролируемое значение напряжения превосходит уровень, определенный делителем Rl и R2, микросхема TL431 открывается, и ток течет через сопротивление R3 и выводы 3-2 микросхемы TL431. На микросхеме в этот момент существует падение напряжения около 2В, и его явно не хватает для свечения светодиода. Для стопроцентного предотвращения загорания светодиода в его цепь дополнительно включены 2 диода.

В момент, когда исследуемая величина окажется меньше порога определенного делителем Rl и R2, микросхема TL431 закроется, и на ее выходе потенциал будет значительно выше 2В, вследствие этого светодиод HL1 засветится.

Индикатор изменения напряжения

Если необходимо следить всего лишь за изменением напряжения, то устройство будет выглядеть следующим образом:
В этой схеме использован двухцветный светодиод HL1. Если потенциал ниже порога установленного делителем R1 и R2, то светодиод горит зеленым цветом, если же выше порогового значения, то светодиод горит красным цветом. Если же светодиод совсем не светится, то это означает что контролируемое напряжение на уровне заданного порога (0,05…0,1В).

Работа TL431 совместно с датчиками

Если необходимо отслеживать изменение какого-нибудь физического процесса, то в этом случае сопротивление R2 необходимо поменять на датчик, характеризующейся изменением сопротивления вследствие внешнего воздействия.
Пример такого модуля приведен ниже. Для обобщения принципа работы на данной схеме отображены различные датчики. К примеру, если в качестве датчика применить фототранзистор, то в конечном итоге получится фотореле, реагирующее на степень освещенности. До тех пор пока освещение велико, сопротивление фототранзистора мало.
Вследствие этого напряжение на управляющем контакте TL431 ниже заданного уровня, из-за этого светодиод не горит. При уменьшении освещенности увеличивается сопротивление фототранзистора. По этой причине увеличивается потенциал на контакте управления стабилитрона TL431. При превышении порога срабатывания (2,5В) HL1 загорается.
Данную схему можно использовать как датчик влажности почвы. В этом случае вместо фототранзистора нужно подсоединить два нержавеющих электрода, которые втыкают в землю на небольшом расстоянии друг от друга. После высыхания почвы, сопротивление между электродами возрастает и это приводит к срабатыванию микросхемы TL431, светодиод загорается.
Если же в качестве датчика применить терморезистор, то можно сделать из данной схемы термостат. Уровень срабатывания схемы во всех случаях устанавливается посредством резистора R1.

Читайте также:  U50 разрядное напряжение это

TL431 в схеме со звуковой индикацией

Помимо приведенных световых устройств, на микросхеме TL431 можно смастерить и звуковой индикатор. Схема подобного устройства приведена ниже.

Данный звуковой сигнализатор можно применить в качестве контроля за уровнем воды в какой-либо емкости. Датчик представляет собой два нержавеющих электрода расположенных друг от друга на расстоянии 2-3 мм.

Как только вода коснется датчика, сопротивление его понизится, и микросхема TL431 войдет в линейный режим работы через сопротивления R1 и R2. В связи с этим появляется автогенерация на резонансной частоте излучателя и раздастся звуковой сигнал.

Калькулятор для TL431

Для облегчения расчетов можно воспользоваться калькулятором:

Самый простейший тип стабилизатора – параметрический, можно легко построить на TL431: для задания напряжения стабилизации понадобятся два резистора R1 и R2, напряжение на которое будет ‘запрограммирована’ TL431 можно определить по формуле:
Uвых=Vref( 1 + R1/R2 ).
Получается чем больше соотношение R1 к R2, тем больше выходное напряжение. Микросхема фактически стабилизирует напряжение на своем входе на уровне 2,5 В. Задавшись значением сопротивления R2 и требуемое выходное напряжение, рассчитать R1 можно по формуле:
R1=R2( Uвых/Vref – 1 ).
В данной схеме R3 рассчитывается точно также, как если бы использовался обычный стабилитрон, т.е. зависит от выходного напряжения, диапазона входного напряжения и диапазона токов нагрузки. Но есть и существенное отличие: в этой схеме на выход не стоит устанавливать конденсатор, так как этот конденсатор может вызвать генерацию паразитных колебаний. В схеме с обычным стабилитроном таких проблем не возникает.

Компенсационные стабилизаторы напряжения

Принцип компенсационного стабилизатора на TL431 такой же как и на обычном стабилитроне: разность напряжений между входом и выходом компенсирует мощный биполярный транзистор. Но точность стабилизации получается выше, за счет того что обратная связь берется с выхода стабилизатора. Резистор R1 нужно рассчитывать на минимальный ток 5 мА, R2 и R3 рассчитываются, также как для параметрического стабилизатора (рис 1.)

Чтобы стабилизировать токи на уровне единиц и десятков Ампер одним транзистором в компенсационном стабилизаторе не обойтись, нужен промежуточный усилительный каскад. Оба транзистора работают по схеме с эмиттерного повторителя, т.е. происходит усиление тока, а напряжение не усиливается.
На рисунке представлена реальная схема компенсационного стабилизатора на TL431, в ней появились новые компоненты: резистор R2 ограничивающий ток базы VT1 (например 330 Ом), резистор R3 – компенсирующий обратный ток коллектора VT2 (что особенно актуально при нагреве VT2) (например 4,7 кОм) и конденсатор C1 – повышающий устойчивость работы стабилизатора на высоких частотах (например 0,01 мкФ) (рис 2).

Стабилизатор тока

Следующая схема представляет собой термостабильный стабилизатор тока. Резистор R2 является своеобразным шунтом на котором с помощью обратной связи поддерживается напряжения 2,5 В. Таким образом если пренебречь током базы по сравнению с током коллектора, то получим ток на нагрузке Iн=2,5/R2. Если значение подставлять в Омах, то ток будет в Амперах, если подставлять в кило Омах, то ток будет в мили Амперах.

Реле времени

TL431 нашел свое применение не только как источник опорного напряжения, а и во многих других применениях. Например благодаря тому что входной ток TL431 составляет 2-4мкА, то на основе этой микросхемы можно построить реле времени: при размыкании контакта S1 C1 начинает медленно заряжаться через R1, а когда напряжение на входе TL431 достигнет 2,5 В выходной транзистор DA1 откроется и через светодиод оптопары PC817 начнет протекать ток, соответственно откроется и фототранзистор и замкнет внешнюю цепь.
В этой схеме резистор R2 ограничивает ток через оптрон и стабилизатор (например 680 Ом), R3 нужен чтобы предупредить зажигание светодиода от тока собственных нужд TL431 (например 2 кОм).

Простое зарядное устройство для литиевого аккумулятора.

Главное отличие зарядного устройства от блока питания – четкое ограничение зарядного тока. Следующая схема имеет два режима ограничения:
— по току;
— по напряжению;

Пока напряжение на выходе меньше 4,2 В ограничивается выходной ток, при достижении напряжением величины 4,2 В начинает ограничиватся напряжение и ток заряда снижается.
На следующей схеме ограничение тока осуществляют транзисторы VT1, VT2 и резисторы R1-R3. Резистор R1 выполняет функцию шунта, когда напряжение на нем превышает 0,6 В (порог открывания VT1), транзистор VT1 открывается и закрывает транзистор VT2. Из-за этого падает напряжение на базе VT3 он начинает закрываться и следовательно снижается выходное напряжение, а это ведет к снижению выходного тока. Таким образом работает обратная связь по току и его стабилизация. Когда напряжение подбирается к уровню 4,2 В в работу начинает вступать DA1 и ограничивать напряжение на выходе зарядного устройства.

А теперь список номиналов компонентов схемы:

Источник



Назначение, принцип действия и структура датчиков с электрическим выходным сигналом

Датчик (измерительный преобразователь) – устройство, воспринимающее измеряемый (контролируемый) параметр и преобразующее его в сигнал, удобный для передачи по линиям связи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем. В большинстве случаев датчик представляет собой конструктивную совокупность одного или нескольких измерительных преобразователей (первичных и промежуточных) и сопутствующих им конструктивных элементов, предназначенную для измерения (контроля) конкретной физической величины и выполненную в виде единой конструкции.

В зависимости от энергетического носителя информации выходные сигналы датчиков могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими и другие. В средствах технического диагностирования используют датчики с электрическим выходным сигналом, так как электроизмерительные схемы этих средств имеют ряд важных преимуществ по сравнению с пневматическими, гидравлическими и другими, таких как быстродействие; возможность автоматизации процессов измерения и представления результатов экспериментального исследования в форме, удобной для обработки на ЭВМ, многофункциональность и гибкость, позволяющие при наличии программирующего устройства оперативно перестраивать структуру измерительных каналов. Следовательно, датчик, служащий для восприятия и преобразования диагностического параметра технического состояния агрегатов машин в электрический сигнал, является диагностическим датчиком.

Датчики, являясь первичными элементами средств экспериментального исследования, осуществляют связь этих средств с объектом путем преобразования контролируемых параметров (неэлектрических и электрических величин) в электрические сигналы, поступающие во входные устройства диагностического средства. Таким образом, датчики обеспечивают преобразование контролируемых физических величин в соответствующие этим величинам электрические сигналы с тем, чтобы при дальнейших преобразованиях, регистрации и обработке можно было бы получить результаты в форме измеряемой физической величины в функции времени. Преобразование измеряемой физической величины в электрический сигнал осуществляется в датчиках на основе использования зависимости электрических параметров различных физических тел от внешних воздействий. Например, зависимость величины электрического сопротивления металлов и полупроводников от температуры широко используется для измерения таких физических параметров, как температура, скорость газового потока, расход жидкости и газа и др. На принципе использования зависимости омического сопротивления металлических и полупроводниковых тел от механической деформации разработаны датчики для измерения механических напряжений в конструкциях, статических и переменных давлений, вибраций и т. д.

Читайте также:  Преобразователи напряжения с нормальной синусоидой

Существует множество типов и модификаций датчиков, отличающихся разными вариантами выполнения схемы и конструкции. В зависимости от принципа действия датчики с электрическим выходным сигналом можно разделить на две большие категории: генераторные или активные и параметрические или пассивные.

В генераторных датчиках осуществляется преобразование измеряемого параметра непосредственно в электрический сигнал (т. е. они генерируют электрическую энергию). К таким датчикам относятся:

пьезоэлектрические датчики, использующие пьезоэлектрический эффект, возникающий в некоторых кристаллах (кварц, турмалин и др.), в зависимости от значений и характера прилагаемых к кристаллу упругодеформирующих сил;

индукционные (магнитоэлектрические) датчики, использующие явление электромагнитной индукции – наведение ЭДС в электрическом контуре, в котором меняется величина магнитного потока;

фотоэлектрические датчики, использующие зависимость ЭДС фотоэлемента с запирающим слоем от освещенности;

термоэлектрические датчики (термопары), использующие явление термоэлектрического эффекта, возникающего в цепи термопары, в зависимости от разности температур ее рабочего и свободного спаев;

датчики электрических потенциалов, использующие зависимость концентрации водных растворов от концентрации водородных ионов в растворе, которую можно определить по потенциалу, возникающему на границе различных электродов, опущенных в контролируемый раствор;

гальванические датчики, использующие зависимость ЭДС гальванического элемента от состава и концентрации растворов электролитов;

электрокинетические датчики, использующие явление электрокинетического потенциала, возникающего при вынужденном протекании полярной жидкости через пористую стенку;

датчики с времяимпульсным выходом, в которых изменяемый параметр преобразовывается в пропорциональный по длительности импульс тока;

частотные датчики (с частотным выходом), в которых измеряемый параметр преобразовывается в изменение частоты переменного тока или в изменение частоты следования электрических импульсов.

В параметрических датчиках измеряемая величина преобразуется в параметр электрической цепи – сопротивление, индуктивность, емкость и т. п., причем датчик питается от внешнего источника электрической энергии. К таким датчикам относятся:

емкостные датчики, использующие зависимость электрической емкости конденсатора от размеров и взаимного расположения его обкладок при воздействии на него измеряемого параметра;

электромагнитные и магнитоэлектрические датчики, которые объединяют три типа датчиков – индуктивные, трансформаторные и магнитоупругие: Индуктивные датчики основаны на зависимости индуктивности дросселя от длины и площади сечения его сердечника, от взаимного расположения обмоток дросселя и частей магнитопровода. Трансформаторные датчики основаны на изменении взаимной индуктивности обмоток преобразователя под воздействием механических перемещений ферромагнитного сердечника. Магнитоупругие датчики основаны на принципе изменения магнитной проницаемости (или индукции) ферромагнитных тел под воздействием приложенных к ним механических сил или напряжений;

электроконтактные датчики, коммутирующие электрическую цепь под воздействием измеряемого параметра;

потенциометрические (реостатные) датчики, использующие зависимость сопротивления реостата от положения его движка, который может перемещаться под воздействием контролируемого параметра;

жидкостные (электролитические) датчики, принцип действия вторых основан на изменении сопротивления электропроводящей жидкости при взаимном перемещении электродов или изменении геометрической формы корпуса чувствительного элемента;

механотронные датчики, основанные на преобразовании изменяемого параметра в перемещение электродов механотронной лампы и, соответственно, в изменение анодного тока;

тензорезисторные (тензометрические) датчики, использующие свойство тензопреобразователя изменять свое сопротивление при упругих деформациях. Они подразделяются в зависимости от материала тензорезистора на проводниковые (проволочные и фольговые) и полупроводниковые;

датчики контактного сопротивления, использующие зависимость контактного сопротивления между поверхностями двух твердых тел от усилия их сжатия;

магнитомодуляционные датчики, представляющие собой устройства, содержащие магнитную систему и магнитометр, при взаимном перемещении которых меняется напряженность магнитного поля, пронизывающего магнитометр, и, соответственно, выходной сигнал;

датчики термосопротивления, пьезосопротивления, фотосопротивления и др., использующие свойства цепи, в которой они стоят, менять свое сопротивление соответственно в зависимости от температуры, механического напряжения, освещенности и т. д.

Из всей номенклатуры типов датчиков, различающихся по принципу действия, в настоящее время находят наиболее широкое применение следующие:

1. Потенциометрические или реостатные датчики – для измерения абсолютных, избыточных давлений жидких и газообразных сред и перепадов давлений; координат и относительных перемещеёний; линейных ускорений, угловых скоростей, скоростного напора и. др.

2. Тензорезисторные (тензометрические) датчики – для измерения давлений, усилий, вращающих моментов, относительных перемещений, линейных ускорений и др.

3. Электроконтактные датчики – для измерения временных интервалов и фазовых параметров работы двигателя.

4. Индуктивные датчики – для измерения давлений, линейных перемещений и др.

5. Трансформаторные (взаимоиндуктивные) датчики – для измерения линейных перемещений, давлений, расходов и др.

6. Магнитоупругие датчики – для измерения вращающих моментов, усилий и др.

7. Индукционные датчики – для измерения расходов жидкости и газа, частоты вращения и др.

8. Пьезоэлектрические датчики – для измерения давлений, вибраций, уровней, расходов по уровню и др.

9. Термоэлектрические датчики (термопары) – для измерения температуры

10. Датчики термосопротивления (термометры сопротивления) – для измерения температуры жидких сред и поверхности корпусных деталей.

11. Фотоэлектрические датчики – для измерения частоты вращения, вращающего момента, линейных размеров и др.

12. Механотронные датчики – для измерения малых перемещений, усилий, давлений и др.

13. Частотные стробоскопические датчики (стробоскопы) – для измерения фазовых параметров и частоты вращения.

Основной характеристикой датчика является зависимость выходной величины (электрического сигнала) U от входной величины (контролируемого параметра) X, определяемая градуировочной характеристикой U=f(Х).

На рис. 4.2 изображены наиболее распространенные зависимости «выход–вход» для датчиков в зависимости от структуры их построения. В наиболее простых случаях структурная схема датчика включает в себя один или два элементарных преобразователя. В простейшем случае он может состоять только из одного преобразователя (рис. 4.2,а), осуществляющего преобразование измеряемой неэлектрической величины Х в электрическую величину U.

Однако в подавляющем большинстве случаев преобразователи строятся по структурным схемам, состоящим из чувствительного элемента, воспринимающего энергию Х измеряемого параметра и преображающего ее в промежуточную неэлектрическую величину Х1, и преобразователя, предназначенного для преобразования промежуточной неэлектрической (обычно механической) величины X1 в электрический сигнал U (рис. 4.2,б). В отдельных случаях между чувствительным элементом и преобразователем располагается передаточный механизм или несколько промежуточных преобразователей (структура каскадного соединения, рис. 4.2,е). Часто встречаются более сложные структуры – дифференциальная схема (рис. 4.2,г), например, в индуктивных датчиках давления, и компенсационная схема (рис. 4.2,д), например, в трансформаторных датчиках линейных перемещений.

В общем виде подавляющее большинство датчиков неэлектрических параметров можно представить обобщенной структурной схемой (рис.4.2,е) Показанная на рисунке электрическая схема ЭС выполняет функцию дополнительного преобразования электрического сигнала с выхода ПНЭ в электрический сигнал U. Например, в некоторых тензометрических датчиках электрическая схема служит для преобразования электрического сопротивления тензорезистора в постоянное напряжение.

Читайте также:  Тиристорный регулятор напряжения электропривод

Вид функциональной зависимости датчика неэлектрического параметра U=f(Х), как правило, определяется соотношением действующего и противодействующего усилий на чувствительный элемент и характеристиками преобразователя неэлектрического параметра в электрический сигнал. Действующее усилие создается за счет энергии измеряемой физической величины и воспринимается чувствительным элементом, деформирующимся пропорционально действующему усилию. Деформация чувствительного элемента трансформируется промежуточным преобразователем датчика в электрический сигнал. Таким образом, функциональная зависимость выходного сигнала от измеряемой физической величины определяется свойствами и геометрическими размерами чувствительного элемента, а также электрическими свойствами преобразователя и частично измерительной цепи. Если датчик состоит из одного преобразователя (см. рис. 4.2,а), то его характеристика определяется физическими и электрическими параметрами последнего.

Рис. 3.2. Структурные схемы основных типов датчиков:

а – структурная однозвенная простейшая схема и пример датчика (термопары) состоящего только из одного преобразователя; б – структурная схема и пример датчика (потенциометрический датчик давления), состоящего из чувствительного элемента 1 и выходного преобразователя 2; в – схема каскадного соединения (3 – промежуточный преобразователь); г – дифференциальная схема (4 – вычитающий элемент); д – компенсационная схема (5 – усилитель; 6 – генератор компенсирующей величины); е – обобщенная структурная схема датчика неэлектрической величины ЧЭ – упругий чувствительный элемент (первичный преобразователь); ПМ – передаточный механизм (промежуточный преобразователь); ПНЭ – преобразователь неэлектрической величины в электрическую (промежуточный преобразователь); ЭС – электрическая схема (вторичный преобразователь) Хиз; Хэ и Уэ – соответственно входной неэлектрический, входной электрический и выходной электрический сигналы

Характер зависимости U=f(Х) в ее окончательном суммарном виде, как правило, находится путем градуировки датчиков и представляется в виде таблицы либо в виде графика. При градуировке для контроля задаваемых значений измеряемой неэлектрической величины и выходного сигнала применяют образцовые средства измерения с погрешностью, которая в 3–5 раз меньше погрешности датчиков в нормальных условиях.

В зависимости от свойств составных конструктивных и схемных элементов датчика его градуировочная характеристика оказывается либо линейной, либо нелинейной. В большинстве случаев стремятся иметь датчики с линейной характеристикой, т.е. с характеристикой, погрешность от нелинейности которой ничтожна по сравнению с допускаемой погрешностью датчиков в нормальных условиях. Линейность характеристики особенно важна для измерений колебательных процессов и других динамических измерений.

Из-за наличия сил трения в подвижных элементах конструкции датчиков при градуировке обнаруживается разница в значениях выходного сигнала между прямым и обратным ходом при одном и том же значении измеряемой величины. Основная доля вариационных отклонений вызывается свойствами упругих чувствительных элементов.

При измерении медленно и быстро меняющихся процессов имеет место динамический режим работы аппаратуры, вызывающий появление дополнительных динамических погрешностей, а именно: амплитудных и фазовых погрешностей и погрешностей измерения переходных процессов. Эти погрешности зависят от динамических параметров измеряемых процессов и динамических характеристик датчиков. К динамическим погрешностям относят и погрешности, возникающие при измерениях в условиях вибрации, тряски, ударов и т.д. Они затрудняют работу, так как вследствие неизбежно возникающих собственных колебаний подвижной системы либо датчик дает неправильные показания, либо требуется сравнительно большое время на успокоение собственных колебаний. С динамическими погрешностями такого рода борются, как правило, с помощью различного рода амортизаторов и демпферов.

Источник

Сигнализатор изменения напряжения структурная схема

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Сигнализатор изменения напряжения

Бесплатная техническая библиотека

Пользуясь различной радиоаппаратурой, мы часто наблюдаем резкое ухудшение ее работы. Но в эти моменты мы не задумываемся об истинной причине — изменении сетевого напряжения, которое иногда повышается или понижается на несколько десятков вольт. Особенно часто это бывает в селе.

Предлагаю простую схему сигнализатора превышения сетевого напряжения (рис.1).

Основой прибора является релаксационный генератор на динисторе VS1. Сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1 и подается через резистор R1 на подстроенный резистор R2. С движка этого резистора часть напряжения поступает на конденсатор С1, который заряжается. Если сетевое напряжение не превышает нормы, напряжения зарядки конденсатора недостаточно для пробоя динистора, и он закрыт. Когда сетевое напряжение возрастает, напряжение на конденсаторе тоже возрастает, и пробивается динистор. Конденсатор С1 разряжается через динистор и последовательно соединенные головной телефон BF1 и светодиод. В головном телефоне слышен щелчок, а светодиод вспыхивает.

После этого динистор закрывается, и конденсатор снова начинает заряжаться. Процесс повторяется до тех пор, пока напряжение в сети не станет ниже порогового.

В сигнализаторе можно применить кроме указанного другой динистор из серии КН102 с меньшим напряжением пробоя, но громкость щелчков и яркость вспышек при этом уменьшится.

Конденсатор типа МБМ, К73; резисторы: R1 — МЛТ-0,5, R2 -СПО-0,5; диод можно заменить на Д7Ж, КД102Б, КД105Б-Г; телефон ТМ-2, ТК-47 или другой низкоомный.

Возможно, читателей заинтересует другой сигнализатор (рис.2).

Этот сигнализатор следит не только за ростом сетевого напряжения, но и за его уменьшением. Когда сетевое напряжение меньше предельного, динистор VS1 закрыт. Через резисторы R1 и R2 заряжается конденсатор С1, и непрерывно горит светодиод HL2 красного цвета. Одновременно через резисторы R5, R6 будет заряжаться конденсатор С2, но напряжение на нем недостаточно для открывания динистора VS2. Когда сетевое напряжение увеличится, то при каждом положительном полупериоде динистор VS1 будет открываться, в результате чего светодиод HL1 зеленого цвета светит. Одновременно конденсатор С1 через диод VD2, динистор VS1 и светодиод HL1 будет разряжаться, напряжение на нем уменьшится и станет недостаточным для открывания стабилитрона VD3, а значит, для зажигания светодиода HL2.

В случае увеличения сетевого напряжения до верхнего предельного или превышения его возрастет напряжение на конденсаторе С2 настолько, что начнет периодически (1-2 раза в секунду) открываться динистор VS2 и вспыхивать светодиод HL2.

Иначе говоря, к постоянно горящему светодиоду зеленого цвета добавятся вспышки светодиода красного цвета. Такая сигнализация более заметна. В сигнализаторе используют два разноцветных светодиода: HL1 -АЛ307В, АЛ307Г; HL2 -АЛ307А, АЛ307Б.

Подстроенный резистор R2 должен быть мощностью не менее 1 Вт, a R6 — 0,25 Вт. Регулировка этого сигнализатора сводится к установке подстроенными резисторами R2 и R6 нижнего и верхнего предельных отклонении сетевого напряжения. Это можно сделать с помощью автотрансформатора и вольтметра. При желании в сигнализатор можно ввести и звуковую индикацию превышения напряжения. Для этого последовательно с динистором VS2 включают динамическую головку мощностью 0,1-0,25 Вт или головной телефон сопротивлением не более 150 Ом. Тогда, как и в первом сигнализаторе, одновременно со вспышками светодиода HL2 будут раздаваться щелчки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Источник