ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ МЕХАТРОННЫХ ГОРНЫХ МАШИН. ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ЭВМ или компьютер – устройство для автоматизированной обработки информации. Принципиальное отличие использования ЭВМ от всех других способов обработки информации заключается в способности выполнения определенных операций без непосредственного участия человека, но по заранее составленной им программе. Информация в современном мире приравнивается по своему значению к важнейшим ресурсам наряду с сырьем и энергией.

В любой ЭВМ должны иметься четыре основных функциональных части (взаимодействие между ними можно упрощенно изобразить в виде схемы): человек вводит данные в компьютер через устройства ввода-вывода, эти данные могут храниться в устройствах хранения информации и обрабатываться в устройствах обработки информации. Полученные результаты также могут запоминаться в устройствах хранения информации и выдаваться человеку с помощью устройств ввода-вывода. Управляющие устройства управляют всем этим процессом, что изображено на схеме одинарными стрелками.

На схеме двойные стрелки соответствуют движению данных.

Устройства ввода и вывода можно условно разделить на устройства, с помощью которых информация передается машине от человека, человеку от машины и от одной машины другой машине.

Клавиатура - основное устройство ввода информации.

СКАНЕР- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.

Мышь - наиболее распространенный манипулятор, позволяющий вводить в компьютер координаты выбранной точки на экране; оптическая мышь, перемещающаяся на планшете, покрытом сеткой линий (отражающих или поглощающих свет). Трекбол - это своеобразная "мышь вверх ногами". Он представляет собой шарик, как правило встраиваемый в клавиатуру, который вращают пальцами. Трекбол обычно используют в переносных компьютерах- ноутбуках.

Здесь указаны только наиболее распространенные устройства. Кроме них имеются специальные устройства, обеспечивающие совместную работу ЭВМ с кассовыми аппаратами, микрофонами, видеокамерами, видеомагнитофонами, медицинскими и научными приборами и т.п.

Джойстик- манипулятор, выполняемый в виде рычажка (ручки) на массивном основании. Управляющие сигналы вырабатываются движениями ручки и нажатием кнопки (или кнопок) на ней.

Графический планшет (дигитайзер или диджитайзер) - планшет, покрытый сеткой пьезоэлементов - элементов, вырабатывающих электрический ток при механическом воздействии. На нем размещают лист бумаги с изображением и надавливанием на определенные точки на нем вводят их координаты в компьютер.

Световым пером также указываются координаты определенной точки, но непосредственно на экране дисплея. На его конце имеется фотоэлемент. Им при поднесении к экрану фиксируется момент попадания на него электронного луча, формирующего изображение (как известно, этот электронный луч несколько раз в секунду обегает все точки поверхности экрана). На основе этого вычисляются координаты точки, к которой поднесено световое перо в данный момент времени.

ДИСПЛЕЙ (МОНИТОР) - ОСНОВНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ. ДИСПЛЕИ БЫВАЮТ ОСНОВАННЫМИ НА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКЕ (ОБЫЧНОМ КИНЕСКОПЕ) ИЛИ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ.

Когда процессор выдает команду что-то вывести на экран, сформированное изображение несколько раз в секунду передается на дисплей, иначе человек ничего не успеет увидеть. Поэтому изображение нужно запомнить и передавать на экран независимо от процессора, который в это время может выполнять другие операции. Эти функции выполняет специальное устройство - видеоадаптер, формирующий, хранящий и передающий изображения на экран дисплея. Видеоадаптер представляет собой плату, которая вставляется в корпус компьютера (в системный блок). Дисплей подключается непосредственно к ней. На этой плате находятся, в частности, схемы видеопамяти, в которых запоминается изображение, выводимое на экран.

ДИСПЛЕЙ МОЖЕТ РАБОТАТЬ ЛИБО В ТЕКСТОВОМ, ЛИБО В ОДНОМ ИЗ ГРАФИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ (ВИДЕОРЕЖИМОВ).

В ТЕКСТОВОМ РЕЖИМЕ НА ЭКРАН МОГУТ БЫТЬ ВЫВЕДЕНЫ ТОЛЬКО СТАНДАРТНЫЕ ASCII- -СИМВОЛЫ. В ГРАФИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ФОРМИРУЕТСЯ ИЗ СОВОКУПНОСТИ БОЛЬШОГО ЧИСЛА ПИКСЕЛОВ. ПРИ ЭТОМ МОЖНО ВЫВОДИТЬ НА ЭКРАН ЛЮБЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ - ЧЕРТЕЖИ, ФОТОГРАФИИ, РИСУНКИ, ВИДЕОФИЛЬМЫ И ТЕКСТЫ. КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ГРАФИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ - КОЛИЧЕСТВОМ ПИКСЕЛОВ ПО ВЕРТИКАЛИ И ГОРИЗОНТАЛИ.

ПРИНТЕР- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ НА БУМАГУ. ПРИНТЕРЫ БЫВАЮТ МАТРИЧНЫЕ, СТРУЙНЫЕ, ЛАЗЕРНЫЕ. Иногда встречаются принтеры других типов - литерные, лепестковые, светодиодные и другие.

В матричном принтере изображение выводится на бумагу с помощью специальной движущейся головки. Скорость работы матричных принтеров невысока. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, а также то обстоятельство, что краска вбивается иголками в бумагу, и поэтому подделать документ, напечатанный на матричном принтере, сложнее чем документы, напечатанные на принтерах других типов.

В струйных принтерах красящее вещество (тонер) выдувается на бумагу с помощью системы сопел. Эти принтеры обеспечивают более высокие скорость и качество печати, позволяют создавать цветные изображения. При этом по стоимости струйные принтеры незначительно отличаются от матричных, правда эксплуатационные расходы (стоимость тонера и обслуживания) у них выше.

Наиболее высокую скорость печати при наилучшем качестве обеспечивают лазерные принтеры. В них изображение переносится на бумагу со специального барабана, к участкам поверхности которого, электролизуемым лучом лазера, притягиваются частицы красящего порошка.

ПЛОТТЕР (ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬ) - УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫВОДА ЧЕРТЕЖЕЙ НА БУМАГУ. Их используют в проектных институтах, конструкторских бюро и т.п. Бывают струйные и механические плоттеры. Устройство струйных плоттеров аналогично устройству струйных принтеров, только они имеют значительно большие размеры. В механических плоттерах пишущий узел с перьями (шариковыми, керамическими или фитильными, как во фломастерах) перемещается относительно листа ватмана с помощью механических рычагов, или (и) бумага, зажатая в прижимных устройствах, перемещается относительно пишущего узла.

В корпус компьютера обычно встраивается динамик, способный выдавать звуковой сигнал. Для возможности прослушивания музыки в качественном исполнении, речи, звуковых эффектов необходимо оснастить компьютер звуковой приставкой- специальной платой (саунд-бластером).

МОДЕМ - УСТРОЙСТВО, ПРЕОБРАЗУЮЩЕЕ ИНФОРМАЦИЮ К ВИДУ, В КОТОРОМ ЕЕ МОЖНО ПЕРЕДАВАТЬ ПО ЛИНИЯМ СВЯЗИ, В ЧАСТНОСТИ, ПО ТЕЛЕФОННЫМ ЛИНИЯМ. Модемы бывают внутренние (вставляемые в корпус компьютера) и внешние (представляющие собой отдельные устройства, подключаемые к компьютеру и телефонной линии). Кроме того различают телефонные модемы, позволяющие передавать только текстовые сообщения, и факс-модемы, позволяющие передавать и графические изображения.

СЕТЕВОЙ АДАПТЕР (СЕТЕВАЯ ПЛАТА) - УСТРОЙСТВО, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА К ЛОКАЛЬНОЙ (Т.Е. НЕБОЛЬШОЙ) КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ. Сетевой адаптер представляет собой вставляемую в корпус компьютера плату с разъемом для подключения линии связи компьютерной сети.

АРХИТЕКТУРА персонального компьютера - ОПИСАНИЕ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ МНОЖЕСТВА ЭЛЕМЕНТОВ, КАК ЕДИНОГО ЦЕЛОГО.

В СОВРЕМЕННЫХ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ, КАК ПРАВИЛО, ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ПРИНЦИП ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ. ОН ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО УСТРОЙСТВА, НЕПОСРЕДСТВЕННО УЧАСТВУЮЩИЕ В ОБРАБОТКЕ ИНФОРМАЦИИ (ПРОЦЕССОР. СОПРОЦЕССОР. ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ), СОЕДИНЯЮТСЯ С ОСТАЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ЕДИНОЙ МАГИСТРАЛЬЮ - ШИНОЙ. УСТРОЙСТВА, СВЯЗАННЫЕ С ПРОЦЕССОРОМ ЧЕРЕЗ ШИНУ, А НЕ НАПРЯМУЮ, НАЗЫВАЮТ ПЕРИФЕРИЙНЫМИ. Шина представляет собой канал передачи данных в виде проводников на печатной плате или многожильного кабеля.

На этой схеме шина изображена в виде двунаправленной стрелки, чтобы указать на то, что информация по ней движется как от процессора к периферийным устройствам, так и в обратную сторону. Черными квадратиками обозначены разъемы. Схема носит условный характер.

КОНФИГУРАЦИЯ - СОСТАВ УСТРОЙСТВ, ПОДКЛЮЧЕННЫХ К КОМПЬЮТЕРУ.

ПОРТ - ТОЧКА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА К КОМПЬЮТЕРУ.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ В ТОМ, ЧТО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ПОЛУЧАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ:

1) ВЫБРАТЬ КОНФИГУРАЦИЮ КОМПЬЮТЕРА.

2) РАСШИРИТЬ СИСТЕМУ, ПОДКЛЮЧИВ К НЕЙ НОВЫЕ УСТРОЙСТВА.

3) МОДЕРНИЗИРОВАТЬ СИСТЕМУ, ЗАМЕНИВ ЛЮБОЕ ИЗ УСТРОЙСТВ БОЛЕЕ НОВЫМ.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ: к характеристикам периферийных устройств относятся емкость жесткого диска, число и типы дисководов для дискет, тип дисплея и объем видеопамяти, тип и скорость печати принтера, быстродействие модема и т.д.

КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ - СОВОКУПНОСТЬ ЭВМ И ДРУГИХ УСТРОЙСТВ, СОЕДИНЕННЫХ ЛИНИЯМИ СВЯЗИ И ОБМЕНИВАЮЩИХСЯ ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ СОБОЙ В СООТВЕТСТВИИ С ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ПРАВИЛАМИ - ПРОТОКОЛОМ. Протокол играет очень важную роль, поскольку недостаточно только соединить компьютеры линиями связи.

РЕСУРСАМИ СЕТИ НАЗЫВАЮТ ИНФОРМАЦИЮ, ПРОГРАММЫ И АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА. Преимущества работы в сети - значительно более широкие возможности за счет доступа к ее ресурсам. Например, Вы сможете легко получить информацию, находящуюся на других машинах, и которая определена как сетевой ресурс, т.е. сделана доступной для пользователей сети. Вы сможете воспользоваться более мощными машинами для запуска каких-либо программ, если мощность Вашего компьютера недостаточна для этого (удаленный запуск программ). Вы сможете обмениваться информацией с другими пользователями сети. Вы сможете сэкономить определенные средства за счет того, что сразу несколько пользователей получат возможность работать с одним общим устройством, например принтером.

Сети классифицируют по протяженности линий связи, топологии и способу управления.

1) ПО ПРОТЯЖЕННОСТИ ЛИНИЙ СВЯЗИ РАЗЛИЧАЮТ СЕТИ:

- ЛОКАЛЬНЫЕ (ПРОТЯЖЕННОСТЬ ЛИНИЙ СВЯЗИ - ДО НЕСКОЛЬКИХ КИЛОМЕТРОВ). В локальные сети может быть объединено до нескольких десятков машин.

- РЕГИОНАЛЬНЫЕ. Это сети, охватывающие город, область, район, страну. Как правило, это ведомственные сети, например, военные или полицейские.

- ГЛОБАЛЬНЫЕ. Это сети, охватывающие несколько стран, континентов или весь мир.

2) ПО ТОПОЛОГИИ (СПОСОБУ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ) РАЗЛИЧАЮТ СЕТИ:

- с полносвязной топологией наиболее дорогая - при отказе какой-либо линии связи передаваемая информация может быть направлена в обход;

- с шинной топологией - при отказе канала передачи данных из строя выходит вся сеть. Кроме того, такая сеть требует специального программного обеспечения для одновременной передачи информации между несколькими машинами по одному каналу;

- с кольцевой топологией - передача информации в такой сети производится только в одном направлении, а каждый компьютер принимает сигнал и передает его следующей станции. В то же время, выход из строя одной части кольца приводит к отказу всей сети.

3) ПО СПОСОБУ УПРАВЛЕНИЯ РАЗЛИЧАЮТ СЕТИ:

- ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ, В КОТОРЫХ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТУПА ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ К РЕСУРСАМ СЕТИ ВЫДЕЛЯЮТ СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ - СЕРВЕРЫ. Сервер - это достаточно мощный компьютер, на котором устанавливается специальное программное обеспечение.

- ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ (ОДНОРАНГОВЫЕ), В КОТОРЫХ ВСЕ КОМПЬЮТЕРЫ УЧАСТВУЮТ В УПРАВЛЕНИИ СЕТЬЮ НА РАВНЫХ ПРАВАХ. Иными словами, в такой сети все машины одного ранга и работают под управлением одинаковых (или по крайней мере совместимых) программ, обеспечивающих в том числе и передачу данных по сети.

ИНТЕРНЕТ - ГЛОБАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ. Начиная с 1990 года стал доступным рядовым пользователям. Интернет - это огромный объем информации, доступный с любого компьютера, подключенного к сети, это новое средство общения и массовой информации, отличающееся от привычных открытостью, доступностью и демократичностью.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДАТЧИКАХ

Датчиком называется элемент системы управления, воспринимающий информацию, используемую управляющей системой для формирования упра­вляющих воздействий, и преобразующий ее к виду, удобному для дальнейшей обработки.

Датчики представляют собой «органы чувств» управляющей системы. Из определения следует, что они решают две основные задачи: восприятие информации и ее преобразование. Датчики часто называют также измеритель­ными элементами, поскольку восприятие ими информации имеет количествен­ный характер. Потребность в преобразовании возникает вследствие того, что измерению подлежат величины различной физической природы в различных диапазонах значений, а управляющая часть системы строится из элементов, способных преобразовывать сигналы некоторой конкретной природы в фикси­рованном диапазоне их значений. Наряду с преобразованием физической при­роды сигнала датчик осуществляет обычно и функциональное его преобразова­ние для получения необходимой зависимости между входной х и выходной у величинами у = f (x), позволяющей, например, упростить управляющие эле­менты или получить более качественное формирование управляющих воздей­ствий.

По структуре датчики часто представляют собой систему, содержащую чувствительный элемент и один или несколько элементарных преобразова­тельных элементов.

Чувствительным элементом датчика называют первичный преобразователь, непосредственно воспринимающий контролируемую величину. Преобразовательный элемент преобразует выходной сиг­нал чувствительного или предшествующего преобразовательного элемента в сигнал, удобный для дальнейшего использования в системе.

В большинстве случаев в динамическом отношении датчики представляют собой инерционные звенья (термопары, термометры сопротивления) или коле­бательные звенья, если датчик содержит упругие чувствительные элементы. Большое разнообразие датчиков, применяемых в настоящее время в схе­мах автоматики, позволяет классифицировать их по ряду признаков.

Практически наиболее важной является классификация датчиков по изме­ряемой величине: перемещению, усилию, расходу жидкости или газа, темпера­туре, давлению, скорости вращения и т. д.

Можно классифицировать датчики также по физическому явлению, лежа­щему в основе их принципа действия, например фотоэлектрические, радиа­ционные, ультразвуковые, ферромагнитные.

По роду энергии выходного сигнала датчики разделяются на электриче­ские, пневматические и гидравлические. В схемах горной автоматики наибольшее применение нашли электрические датчики.

Иногда существенной бывает принадлежность датчика к одному из двух классов: классу параметрических или классу генераторных датчиков. Разли­чие между ними состоит в том, что выходной величиной датчиков первого класса является некоторый физический параметр, для измерения значения которого требуется затратить энергию внешнего источника. Выходная вели­чина генераторного датчика сама является носителем энергии.например напря­жение или ток в случае электрических датчиков.

2. ДАТЧИКИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В большинстве случаев непосредственное измерение перемещения слож­нее, чем измерение некоторого функционально связанного с ним электриче­ского параметра, например омического сопротивления, емкости или индуктив­ности.

Для преобразования линейного и углового перемещения тела в омиче­ское сопротивление используются датчики, представляющие собой резистор,

выполненный в виде плоского или кольцевого каркаса из изоляционного мате­риала, на который с достоянным шагом намотан провод из сплава с высоким удельным сопротивлением. По резистору перемещается контактная щетка, расстояние до которой от начала намотки реостата является входной величиной датчика.

В зависимости от того, как включен резистор — по схеме реостата или по схеме потенциометра, датчики этого типа называют соответственно реостат­ными или потенциометрическими.

При питании потенциометрического датчикапостоянным или переменным током напряжение источника питания U при отсутствии нагрузки распределяется по длине / резистора R равномерно. В этом случае снимаемое

При работе датчика на нагрузку с сопротивлением R_n зависимость выход­ного напряжения датчика от величины смещения получается нелинейной. Чем меньше сопротивление нагрузки R_B, тем больше его шунтирующее дей­ствие и тем сильнее характеристика датчика (рис. 3, б) отличается от линейной, Характеристика датчика близка к линейной только при условии Л_н > Л.

Достоинствами рассмотренных датчиков являются простота конструкции, малые размеры и вес, возможность работы на постоянном и переменном токе. Недостатком этих датчиков является наличие скользящего контакта.

Разновидностью датчиков активного сопротивления являются контакт­ные датчики. Основным элементом этих датчиков является контактная пара, замыкающаяся или размыкающаяся ири достижении заданного предела пере­мещения контролируемого тела, механически связанного с подвижным кон­тактом. Предел срабатывания датчика устанавливается пространственным положением неподвижного контакта. Если контактный датчик имеет несколько контактных нар, настроенных на замыкание при различных значениях переме­щения, такой датчик называют многопредельным.

В качестве контактирующего материала нередко используется ртуть.

В этом случае контактный датчик представляет собой герметическую ампулу с размещенными внутри не контактной парой и небольшим количеством ртути. При повороте ампулы ртуть в ней перемещается, замыкая или размыкая контакты.

Индуктивные датчики преобразуют механические перемещения в изме­нение индуктивного сопротивления.

3. ДАТЧИКИ УРОВНЯ И РАСХОДА

Простейший датчик уровня жидкости представляет собой один или несколько электрических контактов, расположенных в сосуде с жидкостью на различных уровнях. По достижении жидкостью этих уровней электрические цепи контактов замыкаются через нее. Для нормальной работы такого датчика жидкость должна обладать достаточной электропроводностью.

Недостатками датчиков этого типа являются быстрое ухудшение качества контакта из-за коррозии и невозможность получения аналоговой выходной характеристики.

Поплавковые датчики преобразуют уровень жидкости в механическое перемещение поплавка.

Простейшая схема поплавкового датчика, использующая потенциометрический датчик углового перемещения, показана на рис. 7, а.

Для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов широко приме­няются емкостные датчики, разновидности которых используются также для измерения перемещений, давления, влажности и т. д.

Емкостные датчики основаны на изменении эффективной площади обкла­док, величины зазора или диэлектрической проницаемости среды между обклад­ками, а также на использовании комбинаций этих параметров. Такой датчик представляет собой конденсатор той или иной формы и конструкции — пло­ский, цилиндрический и т. д.

Известны также турботахометрические датчики расхода, в которых ско­рость потока преобразуется предварительно в скорость вращения турбинки, помещенной в поток, а скорость вращения преобразуется в электродвижущую силу с помощью тахогенератора (см. § 6 данной главы), механически соеди­ненного с турбинкой. При этом выходное напряжение тахогенератора оказы­вается пропорциональным расходу.

4. ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ

Для измерения и контроля температуры чаще всего используется явление изменения электрического сопротивления проводников и полупроводников от температуры.

Датчики, использующие зависимость изменения сопротивления металла от температуры, получили название термометров сопротивления.

Металлический термометр сопротивления выполняется в виде каркаса из изоляционного материала, на который бифилярно намотана тонкая проволока из специального металла или сплава. Материалом для изготовления проволоки служат чаще всего платина, медь, вольфрам, никель. Термометр помещается обычно в герметичный цилиндрический корпус для защиты от механических повреждений и коррозии.

Рабочий диапазон измерения температуры термометров сопротивления весьма широк. Для платины, например, при соответствующей коррекции он составляет 200—1000° С. Термометры сопротивления обычно работают в ком­плекте со стандартными приборами, измеряющими их сопротивление: уравно­вешенные автоматические мосты, логометры и др. Шкалы этих приборов градуи­руются в °С.

Применение этих датчиков дает самую высокую точность измерения темпе­ратуры, достигающую 10~³ °С. К недостаткам термометров сопротивления следует отнести необходимость в довольно сложной измерительной аппаратуре, а также сравнительно большие размеры датчиков, что препятствует их приме­нению для измерения температур в малых объемах.

От указанного недостатка свободны полупроводниковые датчики темпера­туры — терморезисторы. Кроме малых размеров (до сотых долей миллиметра) достоинством терморезисторов является высокое значение температурного коэффициента — на порядок выше, чем у металлических термометров. Термо­резисторы обладают также высоким полным сопротивлением, что повышает их чувствительность и уменьшает погрешность, обусловленную нестабиль­ностью сопротивления соединительных проводов. Обычно терморезисторы имеют форму бусинки, диска или стержня; изготовляются они прессованием и спеканием различных химических соединений никеля, кобальта, меди и дру­гих металлов.

При последовательном соединении терморезистора и специально подобран­ного резистора с линейной характеристикой возникает релейный эффект — скачкообразное изменение суммарного сопротивления при определенной тем­пературе. Это явление может использоваться в рудничной автоматике для

построения схем температурной защиты. Рабочий диапазон терморезисторов составляет от — 100 до -j-ЗОО⁰ С, но уже при температуре 100° С ухудшается стабильность измерений. К недостаткам терморезисторов можно отнести зна­чительный разброс характеристик отдельных экземпляров.

Генераторными датчиками температуры являются термопары. Термопара представляет собой два проводника из разных металлов, спаянные концами (рис. 9, а). Используемое здесь явление термоэлектричества состоит в возник­новении э. д. с. в месте контакта двух различных металлов при его нагревании. Если в контуре, образованном двумя участками провода из разных металлов, места их спаев имеют различную температуру, в нем возникает термо-э. д. с, пропорциональная разности температур спаев. Обычно термо-э. д. с. изме­ряется милливольтметром или потенциометром, проградуированным в едини­цах температуры. Материалы, применяемые для изготовления термо­пар, характеризуются чувствительностью, представляющей собой термо-э. д. с.

Для передачи сигнала от термопары к измерительному прибору применяют специальные удлинительные провода, материал которых подбирается так, чтобы э. д. с. контакта с выводами термопары была минимальна. Такие провода, называемые обычно компенсационными, выполняются в виде двухжильного кабеля и выпускаются промышленностью для всех типов термопар.

Термопары позволяют измерять температуру в широких пределах — от —200 до 4-2000° С, но обычно используются для измерения высоких тем­ператур.

Широко распространены датчики температуры, основанные на явлении температурного расширения тел. Например, биметаллический датчик темпера­туры представляет собой биметаллическую пластину, полученную свариванием двух пластинок из сплавов с различными коэффициентами температурного расширения. При нагревании такая пластина изгибается выпуклостью к слою с большим коэффициентом температурного расширения. Если один конец пластины закрепить, перемещение второго конца будет зависеть от температуры и может быть преобразолано в электрический сигнал при помощи датчика пере­мещений. Обычно используется простейший контактный датчик.

В манометрических датчиках температуры используется расширение газа при нагревании, что приводит к повышению давления в замкнутом объеме. Существуют также датчики, основанные на температурном расширении жид­кости. Широко применяется, например, ртутно-контактный датчик, в котором столбик ртути в трубке, изменяя свою высоту в зависимости от температуры,, замыкает на определенном уровне электрические контакты.

5. ДАТЧИКИ СКОРОСТИ

Для контроля скорости вращения чаще всего используют тахогенераторы, непосредственно преобразующие скорость вращения в электрический сигнал. Тахогенератор представляет собой малогабаритную электрическую машину, работающую в режиме генератора. В зависимости от вида выходного напряже­ния тахогенераторы делятся на два класса: тахогенераторы переменного и постоянного тока. Достоинством тахогенераторов переменного тока является отсутствие подвижных электрических контактов (щеток).

Основные типы тахогенераторов схематически показаны на рис. 10. Ротор синхронного тахогенератора, показанного на рис. 10, а, представляет собой постоянный магнит, поле которого пересекает выходную обмотку, размещенную на статоре из магнитомягкого материала. При вращении ротора в обмотке индуктируется э. д. с, амплитуда и частота которой пропорциональны ско­рости его вращения.

Тип датчика	Назначение	Краткая характеристика	Аппаратура, в которую входит датчик	Оборудование, на котором установлен датчик
Датчик частоты вращения ДЧВ	Контроль частоты вращения редуктора	1. Напряжение питания, В - 12 2. Диапазон рабочей частоты, Гц - 4÷50 3. Рабочий зазор, мм - 2±1,5 4. Вид выходного сигнала - частотный 5. Исполнение – JP54, РО Иа 6. Габаритные размеры, мм - 197х153х90 7. Масса, кг - 3	УКСД, АУДК	Скребковые конвейеры КСД27, КСД26
Датчик магнитоиндукционный ДМ-3	Выдача электрического сигнала о движении тягового органа конвейера	1. Амплитуда напряжения, вырабатываемая датчиком при частоте 15 Гц и нагрузке 1 кОм, В – 2 2. Исполнение - JP55, РО Иа 3. Габаритные размеры, мм - 85х170х175 4. Масса, кг - 2,5	АУК-1М, УКПС	Скребковые конвейеры, перегружатели, ленточные конвейеры 1Л800, 1Л1000, 2Л1000, 3Л1000;
Датчик температурной защиты двигателя ДТ1	Контроль температуры нагрева масла на редукторе	1.Температура срабатывания, ºС - 80 2. Вид выходного сигнала - нормально открытый контакт 3. Исполнение – JP54, РО Иа 4. Габаритные размеры, мм - 245х126х96 5. Масса, кг - 5, 6	УКСД, АУДК, АУСН	Скребковые конвейеры КСД27, КСД26; станции насосные типа СНД-05
Устройство контроля пылеподавления УКСП	Контроль расхода и минимального давления воды в системе орошения	1.Контролируемый расход, л/мин - 10¸20 2. Контролируемое давление, МПа - 0,4¸1,2 3. Вид выходного сигнала – переключающий контакт 4. Потери напора воды, МПа - 0,1 5. Давление воды (максимальное), МПа - 6,0 6. Зона нечувствительности, %: по расходу - 20 по давлению - 15 7. Исполнение - РО Иа 8. Габаритные размеры, мм - 230х120х50 9. Масса, кг - 4,95	Электрооборудование машины	Скребковые конвейеры КСД27, КСД26; проходческие комбайны: КПД, КПУ, КПА, КПЛ, МПБ, БПР, МПР, КПР; установки: УАК1, УКУМ; комбайны: УКД300, КДК500, КА200, УКД200-250

Рисунок - Тахогенераторы

Ротор асинхронного тахогенератотра, показанного на рис. 10, б, выполнен в виде полого проводящего цилиндра. К обмотке статора W1 подведено пере­менное напряжение питания U_t, а выходная обмотка W2 расположена под углом 90° к обмотке W1. При вращении ротора в поле, создаваемом обмоткой W1, в нем индуктируются вихревые токи, в свою очередь индуктирующие э. д. с. в обмотке W2. В асинхронных тахогенераторах частота выходного сигнала, в отличие от синхронных тахогенераторов, не зависит от скорости вра­щения ротора и равна частоте питающего напряжения Х1_г. Амплитуда выход­ного сигнала при постоянной частоте и амплитуде питающего напряжения пропорциональна скорости вращения ротора. При изменении направления вращения ротора фаза выходного сигнала изменяется на 180°. Точность и чувствительность асинхронных тахогенераторов растут с повышением частоты питающего напряжения. Недостатками их является малая мощность выходного сигнала и зависимость его от качества питающей сети.

На рис. 10, в показана схема тахогенератора постоянного тока. В магнит­ном поле, создаваемом обмоткой возбуждения ОВ, вращается якорь с обмот­кой, соединенной с коллектором. Напряжение между щетками пропорционально

П Е Р Е Ч Е Н Ь

датчиков, установленных на проходческом оборудовании

Тип датчика	Назначение	Краткая характеристика
Датчик контроля масла ДКМ	Контроль уровня масла в баке насосной установки	1. Напряжение питания, В -12 2.Температура срабатывания, ºС - 80 3. Количество контролируемых уровней - 4 4. Исполнение – JP54, РО Иа 5. Габаритные размеры, мм - 250х180х450 6. Масса, кг - 6
Метан-реле ТМРК-3.1М	Контроль заданного уровня объемной доли метана с выдачей предупредительной сигнализации и отключение электроэнергии, подаваемой на машину	1. Напряжение питания, В - 2,3 2. Потребляемый ток, А - 0,3 3. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт 4. Номинальное значение объемной доли метана: - при которой срабатывает предупредительная сигнализация, % - 1,5; - при которой происходит отключение электроэнергии питания, % - 2,0 5. Уровень звукового давления на расстоянии 1 м от лицевой панели по оси излучателя, дБ - 80 6.Исполнение - РО Иа 7. Габаритные размеры, мм - 350х170х80 8. Масса, кг - 1,5
Устройство контроля пылеподавления УКСП	Контроль расхода и минимального давления воды в системе орошения	Проходческие комбайны: КПД, КПУ, КПА, КПЛ, МПБ, БПР, МПР, КПР; установки: УАК1, УКУМ; комбайны: УКД300, КДК500, КА200, УКД200-250; скребковые конвейеры КСД27, КСД26;
Трансформатор тока ТА 151-110	Контроль тока электродвигателей	КПД, КПУ, КПА, КПЛ, МПБ, БПР, МПР, КПР УКД300, КДК500; УКДА
Датчик давления РДМ32	Контроль давления воды в системе охлаждения и пылеподавления	Установки УАК1, УКУМ; КА200, УКД200-250

П Е Р Е Ч Е Н Ь

датчиков, установленных на ленточных конвейерах

Тип датчика	Назначение	Краткая характеристика	Аппаратура, в которую входит датчик	Оборудование, на котором установлен датчик
Датчик контроля скорости ДКС	Контроль скорости ленты	1. Максимальная скорость ленты, м/с а) диаметром ролика 125 мм - 3,15 б) диаметром ролика 200 мм - 5,0 2. Вид электрического сигнала - однофазное напряжение переменного тока 3. Исполнение - JP55, РО Иа 4. Габаритные размеры, мм - 350х240х195 5. Масса, кг - 4,5	АУК-1М	Ленточные конвейеры 1Л800, 1Л1000, 2Л1000, 3Л1000
Датчик магнитоиндукционный ДМ-3	Выдача электрического сигнала о движении тягового органа конвейера	1. Амплитуда напряжения, вырабатываемая датчиком при частоте 15 Гц и нагрузке 1 кОм, В – 2 2. Исполнение - JP55, РО Иа 3. Габаритные размеры, мм - 85х170х175 4. Масса, кг - 2,5	АУК-1М, УКПС	Ленточные конвейеры 1Л800, 1Л1000, 2Л1000, 3Л1000; скребковые конвейеры, перегружатели
Выключатель кабель-тросовый КТВ-2	Аварийное отключение конвейера на конвейерном ставе	1. Количество разрываемых цепей, шт. - 1 2. Коммутируемое напряжение, В - 30 3. Максимальная коммутируемая активная мощность, В·А - 6 4. Ход штока выключателя, мм - 15±2 5. Усилия напряжения кабеля, Н а) начальное, не менее - 40 б) конечное, не более - 150 6. Режим работы: а) дистанционное управление без фиксации и с фиксацией отключенного положения; б) местное управление с фиксацией отключенного положения 7. Исполнение - JP55, РО Иа 8. Габаритные размеры, мм - 270х235х110 9. Масса, кг - 2,8	АУК-1М, УКИ	Ленточные конвейеры 1Л800, 1Л1000, 2Л1000, 3Л1000
Датчик контроля схода ленты КСЛ-2	Контроль аварийного схода в сторону конвейерной ленты на конвейерном ставе	1. Выходной контакт - один (перестраиваемый на замыкание или на размыкание) 2. Коммутируемый переменный ток при напряжении до 30 В, А – 0,25 3. Коммутируемый постоянный ток при напряжении до 30 В, А – 0,5 4. Исполнение - JP55, РО Иа 5. Габаритные размеры, мм - 140х65х350 6. Масса, кг - 1,6	АУК-1М, УКИ	Ленточные конвейеры 1Л800, 1Л1000, 2Л1000, 3Л1000

Датчики для комбайна очистного КДК500 с КС500Ч

Тип датчика	Назначение	Краткая характеристика	Аппаратура, в которую входит датчик	Оборудование, на котором установлен датчик
Датчик температуры и расхода воды КС500Ч.05.000	Контроль температуры и расхода воды	1.Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 2.Исполнение – JP65, PO Иа 3. Габариты 115х87х50	КС500Ч
Датчик температуры масла ДТМ КС500Ч.27.000	Контроль температуры масла в редукторе режущей части	1.Диапазон контролируемой температуры 0-200°С; 2. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 3. Исполнение – JP54, PO Иа 4. Габариты Ø40х100	КС500Ч
Реле давления PDL-1131 R2 A145 (КC500Ч.80.000)	Контроль давления масла в гидросистеме	1.Диапазон контролируемого давления - 25-250 атм. 2. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 3. Исполнение JP65, PO Иа 4. Габариты – 84х49х32	КС500Ч

Датчик (индуктивный) положения комбайна ДВИ-М18-34С-1130-Х ГОСТ 50030.5.2-99 КС500Ч.70.000	Контроль скорости и местоположения комбайна	1.Дистанция срабатывания – 5 мм; 2.Вид выходного сигнала – импульсный 3.Исполнение – JP67, PO Иa 4. Габариты Ø18х34	КУОК, КАВВ, КС500Ч
Датчик УКСП (Устройство контроля пылеподавления УКСП)	Контроль расхода и минимального давления воды в системе орошения	1.Контролируемый расход, л/мин - 10¸20 2. Контролируемое давление, МПа - 0,4¸1,2 3. Вид выходного сигнала – переключающий контакт 4. Потери напора воды, МПа - 0,1 5. Давление воды (максимальное), МПа - 6,0 6. Зона нечувствительности, %: по расходу - 20 по давлению - 15 7. Исполнение - РО Иа 8. Габаритные размеры, мм - 230х120х50 9. Масса, кг - 4,95	Электрооборудование машины
Метан-реле ТМРК-3.1М	Контроль заданного уровня объемной доли метана с выдачей предупредительной сигнализации и отключение электроэнергии, подаваемой на машину	1. Напряжение питания, В - 2,3 2. Потребляемый ток, А - 0,3 3. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт 4. Номинальное значение объемной доли метана: - при которой срабатывает предупредительная сигнализация, % - 1,5; - при которой происходит отключение электроэнергии питания, % - 2,0 5. Уровень звукового давления на расстоянии 1 м от лицевой панели по оси излу-чателя, дБ - 80 6.Исполнение - РО Иа 7. Габаритные размеры, мм - 350х170х80 8. Масса, кг - 1,5	-
Трансформатор тока ТА 151-110	Контроль тока	1. Диапазон тока – до 50 А; 2. Вид выходного сигнала – 0-200 mА 3. Исполнение - JP65 4. Габариты – 61х50х30	-
Трансформатор тока ТА 150-120	Контроль тока	1. Диапазон тока – до 400 А; 2. Вид выходного сигнала Выход – 0-400 mА 3. Исполнение - JP65 4. Габариты – 85х70х30	-
Датчик тока КС500Ч.12.000	Обеспечивает контроль нагрузки электродвигателей резания и насоса	1 Диапазон тока 0-230А (в зависимости от исполнения); 2. Вид выходного сигнала – токовый 3. Исполнение – JP54 4. Габариты 105х70х85	КС500Ч
Датчик влажности КС500Ч.50.000	Контроль наличия воды в электроблоке	1. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 2. Исполнение – JP00 3. Габариты 50х17х6	КС500Ч
Датчик присутствия человека в опасной зоне

Датчики для комбайна УКД300

Тип датчика	Назначение	Краткая характеристика	Аппаратура, в которую входит датчик	Оборудование, на котором установлен датчик
Датчик натяжения кабелеукладчика КМВ35-25k-TF (Болт силовой измерительный)	Контроль натяжения кабелеукладчика	1. Диапазон усилий – 2. Вид выходного сигнала – 3 Исполнение JP67, PO Иа 4. Габариты 110х65х35	КМ-ПЧ
Датчик тока ДТ-3	Контроль тока двигателей резания и подачи	1.Диапазон измеряемого тока - 0 - 315 А 2. Вид выходного сигнала - аналоговый 5. Габаритные размеры: 140х72х68 6. Масса - 0,5 кг	ПЧЭШ-60
Трансформатор тока ТА 151-110	Контроль тока	1. Диапазон тока – до 50 А; 2. Вид выходного сигнала – 0-200 mА 3. Исполнение - JP65 4. Габариты – 61х50х30	-
Датчики Холла	Контроль тока	1. Диапазон тока – от 0,1 до 600 А; 2.Выходной сигнал – ± 10 В 3. Исполнение - JP65 4. Габариты – 30х15х9 5. Масса 20 г	КУОК

Метан-реле ТМРК-3.1М	Контроль заданного уровня объемной доли метана с выдачей предупредительной сигнализации и отключение электроэнергии, подаваемой на машину	1. Напряжение питания, В - 2,3 2. Потребляемый ток, А - 0,3 3. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт 4. Номинальное значение объемной доли метана: - при которой срабатывает предупредительная сигнализация, % - 1,5; - при которой происходит отключение электроэнергии питания, % - 2,0 5. Уровень звукового давления на расстоянии 1 м от лицевой панели по оси излучателя, дБ - 80 6.Исполнение - РО Иа 7. Габаритные размеры, мм - 350х170х80 8. Масса, кг - 1,5
Датчик давления воды SEN3373A105 (30 атм.)	Контроль давления воды орошения	1.Диапазон контролируемого давления –0-40 атм. 2.Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3.Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КУОК, КАВВ
Датчик положения комбайна ДВИ-М18-34С-1130-Х	Контроль скорости и местоположения комбайна	1.Дистанция срабатывания – 5 мм; 2.Вид выходного сигнала – импульсный 3.Исполнение – JP67, PO Иa 4. Габариты Ø18х34	КУОК, КАВВ, КС500Ч
Датчик расхода воды орошения DPE-1120G8 (300 л/мин)	Контроль расхода воды орошения на комбайне	1. Диапазон расхода – 25-250 л/мин. 2. Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3. Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КАВВ
Датчик расхода воды орошения DPE-1105G4 (30 л/мин)	Контроль расхода воды охлаждения на комбайне	1.Диапазон контролируемого расхода –5-30 л/мин. 2.Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3.Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КУОК, КАВВ
Датчик расхода воды орошения SMN-1250HAOR25 (300 л/мин)	Контроль расхода воды орошения системы высоконапорного орошения	1. Диапазон расхода – до 300 л/мин. 2. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый 3. Диапазон контролируемого давления - до 350 атм. 4. Исполнение – JP65, PO Иа	КУОК, КАВВ

Прочие

Тип датчика	Назначение	Краткая характеристика	Аппаратура, в которую входит датчик	Оборудование, на котором установлен датчик
Индуктивный датчик ДВИ-М18-34С-1130-Х	Контроль скорости и местоположения комбайна	1.Дистанция срабатывания – 5 мм; 2.Вид выходного сигнала – импульсный 3.Исполнение – JP67, PO Иa 4. Габариты Ø18х34	КУОК, КС500Ч, КАВВ	УКД300, КДК500, УКДА
Датчик температуры и расхода воды КС500Ч.05.000	Контроль температуры и расхода воды	1.Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 2.Исполнение – JP65, PO Иа 3. Габариты 115х87х50	КС500Ч	КДК500
Датчик температуры масла КС500Ч.27.000	Контроль температуры масла в редукторе	1.Диапазон контролируемой температуры 0-200°С; 2. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 3. Исполнение – JP54, PO Иа 4. Габариты Ø40х100	КС500Ч	КДК500
Датчик температуры масла КД.03.000	Контроль аварийной температуры масла редуктора привода резания	1.Диапазон контролируемой температуры -10- +125°С*; 2. Вид выходного сигнала – нормально разомкнутый контакт; 3. Напряжение питания датчика - 3...5,5 В 4. Исполнение – JP54, PO Иа 5. Габариты 2488х93х28 6.Масса - 2,2 кг	КМ-ПЧ	КДК500
Датчик температуры воды КД.05.000	Контроль температуры воды на выходе преобразователя	1.Диапазон контролируемой температуры 0-125°С; 2. Вид выходного сигнала – аналоговый; 3. Исполнение – JP54, PO Иа 4. Габариты 1600х57х29 5. Масса - 1,1 кг	КМ-ПЧ	КДК500
Датчик давления РДМ32	Контроль давления воды в системе охлаждения и пылеподавления	1.Контролируемое давление, МПа - 20 2. Максимальное допустимое давление, МПа - 30 3. Вид выходного сигнала – переключающий контакт 4. Зона нечувствительности, % - 2,5 5.Исполение - JP65, РО Иа 6.Габаритные размеры, мм - 185х60х52 7. Масса, кг - 1,75	Электрооборудование машины	Установки УАК1, УКУМ; КА200, УКД200-250
Датчик давления SEN 3373 A 105	Контроль давления воды на входе системы орошения комбайна	1.Диапазон контролируемого давления –0-40 атм. 2.Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3.Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КМ-ПЧ, КУОК, КАВВ	УКД300, КДК400, КДК500, КДК700 УКДА
Датчик давления SEN 3373 A 145	Контроль давления масла в гидросистеме комбайна	1.Диапазон контролируемого давления –0-250 атм. 2. Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3.Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КУОК, КАВВ	УКД300, УКДА
Реле давления PDL-1131 R2 A145 (КC500Ч.80.000)	Контроль давления масла в гидросистеме	1.Диапазон контролируемого давления - 25-250 атм. 2. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый контакт; 3. Исполнение JP65, PO Иа 4. Габариты – 84х49х32	КС500Ч	КДК500
Датчик расхода воды DPE-1105 G4L442 (30 л/мин)	Контроль расхода воды охлаждения на комбайне	1.Диапазон контролируемого расхода –5-30 л/мин. 2.Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3.Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КМ-ПЧ, КУОК, КАВВ	УКД300, УКДА
Датчик расхода воды DPE-1120 G8L442 (300 л/мин)	Контроль расхода воды орошения на комбайне	1. Диапазон расхода – 25-250 л/мин. 2. Вид выходного сигнала – 4-20 mA (0-10 B) 3. Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты – 128х48х27	КАВВ	УКД300, УКДА
Датчик расхода воды орошения SMN-1250 HAOR25 (300 л/мин)	Контроль расхода воды орошения системы высоконапорного орошения	1. Диапазон расхода – до 300 л/мин. 2. Вид выходного сигнала – нормально замкнутый 3. Диапазон контролируемого давления - до 350 атм. 4. Исполнение – JP65, PO Иа 5. Габаритные размеры 120х103,5хø40	КМ-ПЧ	УКД300
Датчик концевого положения КД.04.000	Контроль положения испол   нительного органа	1.Вид выходного сигнала – инфрокрасное излучение; 2. Мощность 210 мВт 3.   4.Исполнение – JP65, PO Иа 3. Габариты	КМ-ПЧ	УКД.300, КДК500
Датчик положения исполнительных органов LTW05N05KF5	Контроль положения исполнительного органа	1. Диапазон измерения раздвижки, мм - 25,4 - 122,5 2.Вид выходного сигнала – аналоговый; 3.Исполнение – JP65, PO Иа 4. Габариты Ø 12,7х190,5	КМ-ПЧ	УКД.300
Датчики натяжения кабелеукладчика КМВ35-25k-TF (Болт силовой измерительный)	Контроль натяжения кабелеукладчика	1. Диапазон усилий – 0-25 кН 2. Вид выходного сигнала – аналоговый 3 Исполнение JP67, PO Иа 4. Габариты 110х65х35	КМ-ПЧ	УКД300 КДК500
Датчик влажности КД.02.000	Контроль наличия воды в электроблоке	1. Вид выходного сигнала – нормально разомкнутый контакт; 2. Исполнение – JP00 3. Габариты 40х19х8	КМ-ПЧ	КДК500, КДК400, КДК700
Датчик тока КС500Ч.12.000		1 Диапазон тока 0-230А (в зависимости от исполнения); 2. Вид выходного сигнала – токовый 3. Исполнение – JP54 4. Габариты 105х70х85	КС500Ч

Поиск по сайту: