Sultonali Abduraxmonov – Avtomatlashtirishning texnik vositalari. O’quv qo’llanma (страница 11)
Tenzometrik bosim datchiklari ishlab chiqarishda qo‘llanilayotgan bosim datchiklari ichida asosiy o‘rinni egallamoqda. Ularni ishlash prinsipi turli formada tayyorlangan tenzorezistrli elastik membrana egilishi bilan elektr qarshiligini o‘zgarishiga asoslangan. Tenzoqarshiliklar plyonka yoki sim ko‘rinishida tayyorlanishi mumkin. Ularni asosiy xarakteristikasi elektr qarshiligini o‘zgarishini deformatsiya o‘zgarishiga nisbati bilan belgilanadi.
Rossiyani asosiy bosim datchiklarini ishlab chiqaruvchi firmalarida tenzoqarshilik «sapfirga kremniy» strukturasi qo‘llanilmoqda. Bu strukturalar ko‘rinishida, avtomatlashtirish qurilmalarini ishlab chiqarishda dunyoda ikkinchi reytingda turuvchi Siemens firmasida ham ishlab chiqilmoqda.
Ko‘p adabiyotlarda tenzoqarshilikli bosim datchiklarini asosiy elenmentini tashqil etuvchi «tenzoqarshilik»ni «tenzoaylantiruvchi» deb ham atalmoqda.
Tenzoqarshilikli bosim datchiklarida datchikga ta’sir etuvchi qismi ikki xil bo‘lishi mumkin. Bevosita bosim ta’sir etishi mumkin (6.28a-rasm) yoki natijaviy kuch richag orqali uzatilishi mumkin (6.28b-rasm). Bosim bevosita ta’sir etuvchi tenzoqarshilikli bosim datchiklarida o‘lchash intervali aniq belgilanadi. Bu oraliqni boshqa oraliqni o‘lchash uchun qayta sozlab bo‘lmaydi. Ikkinchi tur, ta’sir richag orqali kuch ta’sirida uzatiladigan tenzoqarshilikli bosim datchiklarida o‘lchash oraliqlarini ma’lum oraliqlarga qayta sozlash mumkin. Qayta sozlash datchikni elektron blokida joylashgan kalitlar orqali yoki agar tenzoqarshilikli bosim datchigi mikroprotsessorli bo‘lsa, maxsus programmator orqali amalga oshiriladi. Misol uchun «Sapfir-22M-DI» tenzoqarshilikli ortiqcha bosimni o‘lchash datchigini «2050» modelini quyidagi intervallardagi ortiqcha bosimni o‘lchashga sozlash mumkin:
0 dan 0,4 mPa.gacha;
0 dan 0,6 mPa.gacha;
0 dan 1,0 mPa.gacha;
0 dan 1,6 mPa.gacha;
0 dan 2,5 mPa.gacha.
O«lchash oraliqlarini tanlashda texnologik jarayondagi o‘lchanayotgan joydagi maksimal bosimga qaraladi. Agar maksimal bosim kichikroq bo‘lsada, tenzoqarshilikli bosim datchigini kattaroq oraliqqa sozlansa, o‘lchash aniqligi kamayadi. Chunki o‘lchashdagi birlik o‘lcham (sena deleniya) kattalashib ketadi. Shuning uchun tanlanayotgan tenzoqarshilikli bosim datchigini o‘lchash intervali texnologik jarayon bosimini o‘zgarish intervaliga mos bo‘lishi kerak.
Texnologik jarayonlarni avtomatik boshqarish tizimlarida keng qo‘llanilayotgan Rossiya kompaniyalarida ishlab chiqarilayotgan «Sapfir-22M» bosim o‘zgartirish datchigiga kengroq to‘xtalib o‘tamiz. Bu bosim datchigi normal va agressiv muhitlarni quyida keltirilgan bosim turlarini o‘lchab, masofaga keltirilgan elektr signali ko‘rinishida uzatuvchi qurilmadir:
«Sapfir-22M- DA» absolyut bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DI» ortiqcha bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DV» bosim kamayishi (разряжения) ni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DIV» ortiqcha – kamaygan bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DD» bosim farqini o‘lchash datchigi.
«Sapfir-22M» bosim datchigi qo‘llanilayotgan o‘lchash tizimidagi ikklamchi o‘lchov vositasi keltirilgan elektr signallari 0 ÷ 5 mA, 4 ÷ 20 mA, 0 ÷ 20 mA, doimiy toklarni kiruvchi signal sifatida qabul qila olishi kerak. Bosim datchigi o‘zini markasiga qarab, 36 V yoki 24 V.li stabillashtirilgan doimiy tok manbai bilan birga ishlatiladi.
Tenzoqarshilikli bosimni o‘zgartiruvchi qurilmalarida asosiy qismlardan biri elektron blokidir. Uning vazifasi deformatsiya ostida sezuvchi elementni qarshiligini o‘zgarishini kalibrovkada keltirilgan bosimga mos chiqish elektr signalini tashkil etishdir.
4-simli ulanishda bosim datchigiga tok manbai klemmnikni 1,2 nuqtalarga ulanib, chiqish signali klemmnikni 3,4 nuqtalardan tok kuchi ko‘rinishida olinadi. 2- simli ulanishda klemmnikni 3,4 chi nuqtalar o‘zaro tutashtirilib, tok manbai va yuklama, ya’ni ikkilamchi o‘lchash vositasi klemmnikni 1,2 nuqtalarga ulanadi. Bu turdagi bosim datchiklari o‘zlarini standart doimiy tok manbalari 22BP-36 bilan birga qo‘llaniladi. 22BP-36 doimiy tok manbai stabillashgan 36 V kuchlanishga ega bo‘lib, 1,2,4,6 kanalli bo‘ladi. 6- kanalli tok manbaiga bir vaqtni o‘zida 6 tagacha bosim datchigi ulanishi mumkin.
6.31 – rasmda II lar bosim datchiklari, Rn ikkilamchi o‘lchash vositalari.
Dunyo bo‘yicha avtomatlashtirilgan tizimlarda qo‘llaniladigan qurilmalarni ishlab chiqaruvchi kompaniyalar juda ko‘p. Lekin ulardan Honuveyel, Simens, Advantech, va boshqa kompaniyalar qurilmalari o‘zlarini ishonchliligi, xatoligi kamligi, kalibrovkalash qulayligi va universalligi bilan ajralib turadi. Lekin ulardan tashqari Rossiya kompaniyalari ishlab chiqarayotgan tenzorezistorli bosim datchiklari Sapfir va Metran ham texnologik jarayonlarni nazorat qilishda keng qo‘llanilmoqda.
Metran bosim datchiklaridan hozirda ishlab chiqarilayotgani asosan mikroprotsessorli bo‘lib, o‘lchanayotgan bosim intervaliga programmator orqali programmalashtiriladi. Ba’zi Metran bosim datchiklarini chiqish signallari raqamli bo‘lib, bevosita kompyuterlarga vizualizatsiya va arxivlash uchun uzatilishi mumkin. Masalan quyidagi keltirilgan datchiklarni intellektual datchiklar deb atalib, programmalashtirilishiga qarab keltirilgan (unifitsirovanniy) yoki HART protokoli bo‘yicha raqamli elektr signali chiqaradi. O‘lchashdagi asosiy nisbiy xatolik 0,1% ni tashkil etadi.
– ortiqcha bosim o‘lchash datchigi – Metran-100-DI;
– absolyut bosim o‘lchash datchigi – Metran-100-DA;
– bosim pasayishi (разрежения) o‘lchash datchigi – Metran-100-DV;
– bosim – bosim pasayishi o‘lchash datchigi – Metran-100-DIV;
– bosim farqi (perepad) o‘lchash datchigi – Metran-100-DD;
– gidrostatik bosim o‘lchash datchigi – Metran-100-DG.
Dunyoda keng tarqalgan bosim – pasaygan bosim va bosim farqi o‘lchash datchikalarini texnik kattaliklar va narxlarini quyidagi jadvallardan taqqoslash mumkin:
Texnologik jarayonlarni boshqarishni avtomatlashtirilgan tizimlarida foydalanishga qulay va arzon mikroprotsessorli tenzoqarshilikli kichik o‘lchamli bosimni o‘lchash datchiklari ham qo‘llanila boshlandi.
Ularni asosiy qulayliklari quyidagilar:
– kichik o‘lchamli bo‘lganligi sababli o‘rnatishga ko‘p mehnat talab qilinmaydi;
– korpusini himoyalanishi IR65;
– programmalashtirish va kalibrovkalash shart emas;
– ulanish sxemasi sodda;
– talab qilingan tok manbai stabillashtirilmagan va 15 V – 36 V.gacha bo‘lishi mumkin;
– elektr energiyasini kam iste’mol qiladi;
– tashqi elektromagnit maydoniga turg‘un va chiqish signali stabillashtirilgan;
– aniqlilik klassi 0,5 yoki 1.
Kichik o‘lchamli bosim datchiklari ham ikki qisimdan iborat. 1-blok o‘lchash bloki 2- blok elektron blokidir.
Datchik tokni ION tok manbaidan oladi (rasm 6.35). MP – mikroprotsessor ASP yordamida olingan qarshilik o‘zgarishini raqamli informatsiyaga aylantirib, PZU doimiy xotiraga yozib qo‘yilgan kattaliklar bo‘yicha real o‘lchov birligiga keltiradi. Bundan tashqari olingan natijani keltirilgan 4 ÷ 20 mA elektr signaliga yoki HART protokol yordamida informatsiyani ikkilamchi qurilmaga uzatishni tashkil etadi.
Kondensatorli datchik. Kondensator qatlamlari orasidagi masofani o‘zgarishi bilan elektrostatik sig‘imni o‘zgarishiga asoslangan. Ya’ni sig‘imni o‘zgarishi ta’sir etuvchi bosimni o‘zgarishini aks ettiradi. Qurilmadagi elektron blok bu o‘zgarishni elektir signaliga aylantiradi. Sig‘imli bosim datchiklar kremniyli yoki keramik bo‘lishi mumkin. Kondensator koplamlari orasiga odatda yog» yoki biror organik suyuqlik qo‘yiladi. Bu turdagi bosim o‘lchash datchiklar sezgir datchiklar hisoblanadi. Datchikni asosiy kamchiligi chiqish signalini chiziqli emasligidir.
Sig‘imli bosim farqini o‘lchash datchiklari o‘lchash datchigi texnologik jarayonlarni boshqarish tizimlarida aniqligi yuqori bo‘lganligi sababli suyuqlik va gazlarning sarfini uzuluksiz o‘lchashda keng qo‘llanilmoqda.