Преобразователи

Преобразователи, используемые в автоматизированных системах, служат либо для перевода величин, подлежащих измерению, в стандартные сигналы, либо для приведения командных (управляющих) сигналов к виду, удобному для дальнейшего использования. Соответственно, первые — относятся к измерительным преобразователям (нормализаторам), вторые — к управляющим. В данном подразделе рассматриваются аналоговые преобразователи электрических величин. Для трансформации дискретных сигналов в вакуумной аппаратуре используются известные устройства с двумя устойчивыми состояниями (электромеханические реле, триггеры и др.), не требующие специального описания.

Измерительные преобразователи

В вакуумных процессах некоторые электрические величины могут изменяться в очень широких пределах. Для приведения их к стандартному интервалу целесообразно применять логарифмическое преобразование. Это осуществляется специальными приборами, например, логарифмическим преобразователем тока ПТЛ-1. Прибор предназначен для преобразования токов от 1до 5 • 10^-1 А в интервал напряжений 0,5 .. . . . . +10 В. При работе с насосом НОРД-ЮО преобразователь позволяет измерять токи разряда, соответствующие давлению. Схема преобразователя аналогична вакуумметру ВМБ-8 (см. рис. 1).

Во многих случаях, например, при тренировке электровакуумных приборов в процессе откачки, возникает необходимость выполнять измерения в цепях, находящихся под значительным напряжением относительно «земли». Для этого используются изолирующие преобразователи. Принцип действия преобразователей основан на преобразовании постоянного тока (или напряжения) в переменный на «передающей» части устройства и обратном преобразовании — на приемной стороне. Связь между двумя частями осуществляется через разделительный трансформатор с соответствующей изоляцией между обмотками. Однако часто применяется и связь через прозрачный изолятор с помощью оптических устройств (например, оптроны, представляющие собой комбинацию светодиод — фототранзистор) .

Примером является преобразователь с трансформаторной связью ПИ-08-1, который приводит сигналы напряжения 0 … +10 В или тока 0.. .5 мА из цепей, находящихся под напряжением до 800 В, к стандартному сигналу с потенциалом «земли». Аналогичные преобразователи существуют для более высоких напряжений.

Распространенная задача приведения переменных токов и напряжений к стандартным сигналам решается использованием измерительных трансформаторов, нагруженных на выпрямители.

Серьезные трудности возникают при измерениях мощности в цепях переменного тока несинусоидальной формы, что характерно для регуляторов, использующих тиристоры или магнитные усилители Для этих целей создаются специальные приборы. Например, серийный преобразователь ПА-1 формирует стандартный сигнал 10-вольтового диапазона, пропорциональный среднему квадратичному значению входного переменного напряжения произвольной формы.

Управляющие преобразователи

Основное назначение преобразователей — изменение вида командных сигналов (например, преобразование постоянного тока в переменный) и усиление их мощности. По аналогии с соответствующими устройствами ручного-управления управляющие преобразователи иногда называются регуляторами.

Для современной автоматики характерен переход от распространенных ранее электромеханических регуляторов, в частности, регулировочных автотрансформаторов со следящим моторным приводом, к магнитным и электронным устройствам на основе тиристоров, магнитных усилителей, дросселей насыщения, не имеющим механических приводов и связанных с этим ограничений ресурса. Например, в составе автоматизированной вакуумной аппаратуры используются тиристорные регуляторы переменного тока серии РНТ, рассчитанные на различные мощности. Работая совместно с блоками согласования БС-1, регуляторы РНТ автоматически включаются при уровне командного сигнала 0,3 В и при дальнейшем нарастании сигнала до 10 В плавно увеличивают выходное переменное напряжение до 190 или 220 В.

Недостатком преобразователей на основе тиристоров или устройств с магнитным управлением наряду с искажением синусоидальной формы тока является генерация электромагнитных помех, требующая принятия защитных мер, как в конструкции регуляторов, так и в других цепях установок, В связи с этим при управлении большими мощностями (например, в печах вакуумного отжига) в последнее время начинают применять специальные тиристорные схемы, не создающие помех благодаря тому, что коммутация осуществляется в моменты перехода кривой переменного тока через ноль.