第1章反馈控制系统的基础知识.ppt

第四节 传感器与变送器 该电路包括电容-电流转换电路及放大电路两部分。 A.电容-电流转换部分主要有振荡器、解调器、振荡控制放大器，它的作用是将差动电容的相对变化值 成比例地转换成差动电流信号 ，并实现非线性补偿功能。 B.放大电路部分主要有前置放大器、调零与零点迁移电路、量程调整电路、功放与输出限制电路等组成，该部分电路的作用是将差动电流 进行放大，并输出4～20 的直流电流。 第四节 传感器与变送器 3．电容式差压变送器零点和量程的调整 在变送器的转换电路中设有两个电位器分别用于调整零点和量程，它们位于电气壳体的铭牌后面，移开铭牌即可调整。当输入信号不变时，顺时针转动两个电位器，均使变送器的输出电流增大，逆时针转动则使输出减少。 图5-4-26 零点和量程调整螺钉 第四节 传感器与变送器 3．电容式差压变送器零点和量程的调整 1）零点和量程的调整方法的步骤如下： （1）使 （下限值），调整调零电位器，直到变送器输出为4 ； （2）使 ，调整量程电位器，直到变送器输出为20mA； （3）重复步骤（1）和（2），直到 测量范围与4～20 标准输出相对应。 3）线性、阻尼调整 除零点和量程调整外，放大器板的焊接面还有一个线性调整电位器和阻尼调整电位器。线性调整电位器已在出厂调到了最佳状态，一般不在现场调整。阻尼调整电位器用来抑制由被测压力的高频变化而引起的输出快速波动。其时间常数在0.2s（正常值）和1.67 s之间，出厂时，阻尼器调整到逆时针极限的位置上，时间常数为0.2s。最好选择最短的时间常数，时间常数调节不影响变送器的零点和量程，可在现场进行阻尼调整。 第五节 执行机构 在自动控制系统中，执行机构的输入是调节器输出的控制信号，执行机构的输出直接改变流入控制对象的物质或能量的流量，用以克服扰动，消除偏差，使被控量恢复到给定值或给定值附近。执行机构按其所使用的能源形式可分为气动、电动和液压三大类。在船舶机舱中，液压执行机构主要用于变距浆的桨叶角控制和柴油机油门拉杆的位置控制等，这里只介绍比较通用的气动和电动执行机构。 一、气动执行机构 气动执行机构是将调节器输出的气动控制信号转换为机械位移。在船舶机舱中，气动执行机构主要以气动薄膜调节阀为主。 调节阀具有气开式和气关式之分 气开式调节阀：输入气压信号增加，调节阀开度增大。 气关式调节阀：输入气压信号增加，调节阀开度减小。 第四节 气动执行机构（气动调节阀） 1、气动薄膜调节阀 组成：气动执行机构和调节机构， 工作原理：根据力平衡原理。 特性：是比例环节 特点：结构简单、阀杆推力较小。 为使调节阀动作及时，并能精确 到位，常加装阀门定位器。 2、带阀门定位器的气动活塞执行机构 带阀门定位器的气动活塞执行机构 气动执行机构 阀门定位器作用： 通过负反馈实现阀门的精确定位。能加快调节 阀的动作速度，特性得到修正，动作与输入信号成 正比。消除不稳定性、增大执行机构的输出功率。 配用定位器目的： 克服阀前后压差产生的不平衡力、阀杆的摩擦 力、粘性介质引起的阀杆阻力、悬浮物引起的阀杆 阻力。 二.电动执行机构 电动执行机构接受的是调节器输出的0～10 或4～20 直流信号，并将其转换成相应的机械位移，以实现自动调节。 电动执行机构主要分为两大类：直行程与角行程式。前者用于操纵直行程调节机构，后者用于操纵转角式调节机构，两者都是以伺服电机为动力的位置伺服机构。角行程式执行机构又可分为单转式和多转式。单转式输出的角位移一般小于360°，通常简称为角行程式执行机构；多转式输出的角位移超过360°，可达数圈，故称为多转式电动执行机构，它和闸阀等多转式调节阀配套使用。 二.电动执行机构 1．基本结构和工作原理 电动执行机构由伺服放大器和执行单元两大部分 二.电动执行机构 2．伺服放大器 伺服放大器主要由前置磁放大器、触发器和可控硅交流开关等构成。 图5-5-4 伺服放大器组成示意图 二.电动执行机构 3．执行器 执行单元由伺服电机、机械减速器和位置发送器三部分组成。 执行单元接受伺服放大器或电动操作器的输出信号，控制伺服电机的正、反转，经机械减速器减速后输出力矩推动调节机构动作。与此同时，位置发送器将调节机构的角位移转换成相对应的0～10 DC信号，作为阀位指示，并反馈到前置放大器的输入端作为位置反馈信号以平衡输入信号。 二.电动执行机构 （1）伺服电机：将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩，作为执行器的动力部件。 伺服电机由一个用冲槽硅钢片叠成的定子和鼠笼式转子组成。 1-定子；2-转子；3-衔铁；4-套轴；5-压缩弹簧6-调节螺钉；7