6

A.X.VXIDOV, D.A.ABDULLAVA

AVTOMATIKANING TXNIK VOSITALARI

TOSHKNT- 2011

7

A.X.Vxidov, D.A.Abdullava

AVTOMATIKANING TXNIK VOSITALARI

Oliy oquv yurtlari uchun oquv qollanma

Oquv qollanma Ozbekiston Respublikasi Oliy va orta maxsus talim vazirligi oliy oquv yurtlararo ilmiy-uslubiy birlashmasi faoliyatini Muvfiqlashtiruvchi kengash tomonidan nashrga tavsiya etilgan.

TOSHKNT- 2011 y

8

OZBKISTON RSPUBLIKASI OLIY VA ORTA MAHSUS TALIM

VAZIRLIGI

TOSHKNT IRRIGATSIY VA MLIORATSIY INSTITUTI

Vxidov Abdunabi Xudoyberdivich

Abdullava Dilbaroy Amanbavna

AVTOMATIKANING TXNIK VOSITALARI

TOSHKENT - 2011

9

VXIDOV A.X., ABDULLAYVA D.A.

Mavjud oquv qollanma 5521800- Avtomatlashtirish va boshqaruv (suv xojaligida), 5520200 lektroenergetika (suv xojaligida) va 5630200 Qishloq xojaligidagini lektrlashtirish va vtomatlashtirish yonalishlariga Avtomatikani texnik vositalari fanini organish uchun taqdim etiladi. Malumki, turli xil texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda faqatgina alohida texnik vositalar ortasidagi boglanishlarni etiborga olish zarur, shundan song esa umumlashgan fizik kattaliklarni ozgartirish mumkin. Avtomatik boshqarish qurilmasidagi har bir vosita alohida ozining funksiyasini bajaradi. Bunday avtomatik vositalarlarga avtomatika datchiklari, avtomatika kuchaytirgichlari, mantiqiy va funksional vositalar, elektrik relelar, rostlashning rostlagich va mikroprotsessorli rostlagichlarni va ijrochi mexanizmlarni misol keltirish mumkin. Bu oquv qollanmada avtomatikaning texnik vositalarini organish, qollanish sohalari va texnik tavsiflari keltirilgan.

Taqrizchilar: prof. Amirov S.F. dots. Raxmatov A.D OO A.., AAA .A. x 5521800- (5311000- xx .), a eo, aoaa ax exooex oeo ooa oo a oex, ax e oo exex e, oox oxo oee aee eoaoa ex e. ao x e o o oae aoaeoo aeo oa. a ea aoa e oe a aoa, e aoa, oe oae ea, eee ee, eo ooeoe ea eoa, oee exa. e x e aoa x ao aee, exeo oee oea a a. : oeo, ... A .., oe, ... A.

VOHIDOV A.H. ABDULLAEVA D.A. This book intended for studding the following disciplines "Technical means of automation" go the bachelors course 5521800 - "Automation and management (control)" and also 5520200 - "lectroenergetics(control) ".

10

We know that automation of different technological processes is possible only in the presence of separate technical means incident between each other, inside of which there is quantitative and quantitative transformation of physical manipulate. ach of this means implements its ows function consisting of automatic management of device. To such means of automation we should refer transmitters of automation, amplifiers of automation, means electrical relay regulators and microprocessor based means of regulation , exciter mechanisms This book is devoted to study of this means of automation and their correct further technical valuation References: prof . Amirov S. F. doc . Rahmatov A. D.

11

Kirish

Qishloq va suv xojaligidagi koplab tarmoqlarda qollanilayotgan ilgor

texnologiyalar ishlab chiqarishning avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlaridan

foydalanishni talab qiladi. Shuning uchun soha boyicha tayyorlanayotgan

mutaxassislar avtomatikaning texnik vositalari, avtomatik nazorat, avtomatik

rostlash, avtomatik boshqaruv tizimlari, operativ xizmat tarmogi haqida maxsus

bilimga ega bolishlari zarur.

Ozbekiston Respublikasining alim togrisidagi qonuni va Kadrlar

tayyorlash Milliy dasturi mamlakatimizda talim tizimini isloh qilishning asosini

yaratib berdi. Bu esa Oliy talim dargohlarida sifat jihatdan yangi raqobatbardosh

milliy kadrlarni tayyorlashda negiz hisoblanadi. Korsatilgan masalalarni hal

qilishda Oliy oquv yurtlarining Eektroenergetika, Avtomatlashtirish va

boshqarish va Qishloq xojaligidagini lektrlashtirish va vtomatlashtirish

talim yonalishlari uchun Avtomatikaning texnik vositalari fani kiritilgan.

Avtomatika - fan va texnikaning alohida sohasi bolib, bu soha avtomatik

boshqarish nazariyasi, avtomatik tizimlar yaratish prinsiplari va bu tizimlarda

qollaniladigan texnik vositalar bilan shugullanadi. Avtomatika sozi grekcha

sozdan olingan bolib, ozi xarakatlanuvchan moslamani anglatadi. Avtomatika

fan sifatida 18-asrning ikkinchi yarmida, yani ip-yigiruv, tikuv stanoklari va bug

mashinalari kabi birinchi murakkab mashina - qurilmalarining paydo bolish

davrida ishlatila boshlandi.

exnika tarixida birinchi malum bolgan avtomatik qurilma Polzunov bug

mashinasi (1765 y.) hisoblanadi. Bu mashina oddiy shamol va gidravlik

dvigatellarning orniga ishlatilgan va odam ishtirokisiz suvning sathini rostlagan.

Avtomatik rostlashning asosiy prinsiplarini ingliz olimi F. Maksvell tomonidan

1868 yilda ishlab chiqildi.

exnikaning rivojlanishi va odamlarning ogir qol mexnatidan boshashiga

qaramasdan ish jarayonlari va mehnat qurollarini boshqarish kengayib va

murakkablashib bordi. Ayrim holatlarda esa maxsus qoshimcha elementlarsiz

12

mexanizatsiyalashgan ishlab chiqarishni boshqarish imkoniyatlari murakkablashdi.

Bu esa oz navbatida avtomatikaning muhimligini va uni rivojlantirish kerakligini

isbotladi.

Avtomatika - mashina texnikasi rivojlanishining yuqori pogonasi

hisoblanadi. Bunda odamlar nafaqat jismoniy mehnatdan, balki mashina,

qurilmalar va ishlab chiqarish jarayonlarini nazorat qilish va ularni boshqarishdan

holis boladilar. Avtomatika mexnat unumdorligini oshirish, ish sharoitlarini

yaxshilash, jismoniy va aqliy mexnatni bir-biriga yaqinlashtirish kabi koplab

jarayonlar uchun hizmat qiladi.

Bugungi kunda avtomatika alohida fan sifatida oz yonalishlariga ega. Bu

fan avtomatik boshqarish tizimlarining nazariyasi va uning tuzilish tamoillari bilan

shugullanadi.

ozirgi davrda fan texnika taraqqiyoti shunday ilgari surildiki, mavjud

texnika va texnologiyalar ishlab chiqarishda yangi, har taraflama zamon talabiga

javob beradigan texnik vositalar bilan taminlash zaruriyati tugildi. orijiy

mamalakatlardan keltirilayotgan yangi texnika va texnologiyalarni ozlashtirish esa

yuqori bilim va malaka talab etadi.

Qishloq va suv xojaligini ishlab chiqarishda avtomatik boshqarish

tizimlarini qollash yuqori samaradorlikka ega, chunki kop bosqichli ishlab

chiqarish jarayonlarda iqtisodiy samaradorlikka erishish uchun imkon boricha

mexanizatsiyalash va avtomatlashtirish vositalaridan keng foydalanish talab

qilinadi.

Qishloq va suv xojaligini avtomatlashtirish asosan sanoatdagi texnologik

jarayonlarni avtomatlashtirishdagi tajribalarga asoslanadi. Shu bilan birga qishloq

va suv xojaligidagi texnologik jarayonlar, shu jumladan gidrotexnik inshootlari,

nasos stansiyalari, suvni hisobga olish kabi sohalar ozining shunday maxsus

xususiyatlariga egaki, bu holda tanlangan texnik vositalar va elementlar malum

texnologik talablarga javob berishi kerak.

Qishloq va suv xojaligida ish unumdorligini oshirishning asosiy yollaridan

biri dexqonchilik jarayonlarini avtomatlashtirish hisoblanadi. Dehqonchilik

13

sohasida mexanizatsiyalash jarayonlari yetarli darajada rivojlanish

korsatkichlariga ega bolsada, lekin ularni avtomatlashtirish sohasi xaligacha

oqsoqlab kelmoqda. Buning asosiy sabablari, birinchi navbatda dehqonchilik

jarayonlarining murakkabligi yer va suv sharoitlarining xilma-hilligidir, jumladan:

a) jarayonlarni xarakatlanuvchan agregatlar bajarishi, tuproq va osimlikni

esa qozgalmasligi;

b) agregatning xar hil ob-havo sharoitida ishlashi;

v) materialning bir jinsli bolmasligi (hosildorligi, namlik, ifloslik hamda

kutilmagan faktorlar);

g) relefning murakkabligi (pastlik - balandlik, chuqurlik).

Yuqorida aytilganlardan korinib turibdiki, bolajak elektromexanik

mutaxassislari oldida qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishida avtomatik

boshqarish va rostlash tizimlari hamda avtomatikaning texnik vositalarini qollash

kabi ota dolzarb masalalar turibdi.

Fanning maqsadi talabalarda avtomatik boshqarish va rostlash tizimlari va

texnik vositalarni tahlil qilish hamda ularni qishloq va suv xojaligi sohalarida

foydalanish boyicha nazariy va amaliy bilimlarni shakllantirishdan iborat.

Avtomatikaning texnik vositalariga nazorat axborotlarini qabul qiluvchi,

uzatuvchi, ozgartiruvchi, saqlaguvchi, programmalashtirilgan axborot bilan

solishtiruvchi, buyruq axborotini shakllantiruvchi hamda texnologik jarayonga

tasir korsatuvchi quyidagi uskunalar va texnik qurilmalar kiradi: datchiklar,

relelar, kuchaytirgichlar, logik (mantiqiy) elementlar, rostlagichlar, stabilizatorlar,

ijro mexanizmlari va boshqalar. Bunday texnik vositalar avtomatikada olchash

ozgartkichlari deb ham yuritiladi

Qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishini avtomatlashtirish jarayoni

umuman olganda uch davrga bolinadi.

Birinchi davr - ayrim texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish. Jarayonning

ayrim parametrlari avtomatlashtirilgan agregat yaqinida ornatilgan yirik olchamli

asboblarning korsatishiga muvofiq ravishda rostlanadi. Bunda asboblarni mashina

va uskunalar yaqiniga joylashtirish deyarli qiyinchiliklar tugdirmaydi.

14

Avtomatlashtirishning bu davrida shkalasi yaxshi korsatadigan yirik olchamli

asboblar ishlatiladi. Bunda bir korpusga olchash asbobi, rostlagich va topshirgich

joylashtiriladi.

Ikkinchi davr - ayrim jarayonlarning kompleks avtomatlashtrish. Bunda

rostlash alohida shchitga ornatilgan asboblar boyicha olib boriladi. Yirik

olchamli asboblardan foydalanish bu shchitni bir necha metrga chozilib ketishiga

olib keladi va shchitni nazorat qilish qiyinlashadi. Avtomatlashtirishning bu

davrida shchitdagi asboblarni hajmini kichiklashtirish zarurati paydo boladi. Bu

masalani hal qilish uchun kichik olchamli ikkilamchi asboblar ishlatiladi.

Uchinchi davr - toliq avtomatlashtirish davri. Bu davrning xarakterli

xususiyati shundaki, barcha jarayonlar yagona dispetcherlik punktiga

markazlashtiriladi. Shu bilan birga, mitti ikkilamchi asboblarni ishlatish extiyoji

paydo boladi. Doimiy nazoratni talab qilmaydigan olchash va rostlash asboblari

(yirik gabaritli) shchitdan tashqariga ornatiladi.

15

1-bob. Avtomatikaning texnik vositalari va funksional

elementlari xaqida umumiy tushunchalar

1.1. Avtomatik nazorat qilinadigan kattaliklar xaqida tushuncha

ozirgi davrda xalq xojaligi sohalarini avtomatlashtirish jarayonlarida 3000

dan ortiq fizik kattaliklar va texnologik korsatkichlarni nazorat qilish kerak

boladi. Qishloq xojaligini avtomatlashtirishda barcha nazorat qilinadigan

kattaliklar va korsatkichlar asosan besh guruxga bolinadi: teploenergetik

korsatkichlar; elektroenergetik korsatkichlar; mexanik korsatkichlar; kimyoviy

tarkibi va fizikaviy tuzilishi.

eploenergetik korsatkichlarga: xarorat, bosim, satx va sarf kabi kattaliklar,

elektroenergetik korsatkichlarga: ozgarmas va ozgaruvchan tok va kuchlanish,

aktiv reaktiv va tola quvvat, quvvat koeffitsiyenti, chastota, izolatsiya qarshilig,

mexanik korsatkichlar: burchak tezlanish, deformatsiya, kuch, aylanish

momentlari, detallar soni, materiallar qattiqligi, tebranish, massa, kimyoviy

korsatkichlar: konsentratsiya, kimyoviy tuzilishi va tarkibi va fizikaviy kattaliklar:

namlik, elektr otkazuvchanlik, zichlik, yumshoqlik, yoritilganlik va kabilar

kiradi.

Nazorat qilinadigan kattaliklar bilan ozgartirgichlar va signallarning

strukturaviy boglanish sxemasi 1.1- rasmda keltirilgan.

Bajariladigan vazifalariga qarab avtomatlashtirishni quyidagilarga ajratish

mumkin: avtomatik nazorat, avtomatik ximoya, avtomatik boshqarish,

avtomatik rostlash.

Avtomatik nazorat oz navbatida avtomatik signalizatsiya, avtomatik

olchash, avtomatik saralash va avtomatik axborotni yigishga ajratiladi.

Avtomatik signalizatsiya xizmatchilarni, texnologik jarayon korsatkichlari

chegaraviy korsatkichlarga yaqinlashganlik haqida axborot beradi. Avtomatik

olchash texnologik jarayonni asosiy korsatkichlarini maxsus asboblarga uzatib

berishga xizmat qiladi. Avtomatik saralash maxsulotni ogirlik olchamlari, rangi

16

va boshqa fiziko-mexanikaviy xususiyatlariga qarab ajratishga xizmat qiladi.

Avtomatik axborotni yigish texnologik jarayon otishi, maxsulotni sifati, soni va

boshqa korsatkichlari xaqida malumot yigishda xizmat qiladi.

Avtomatik ximoya normal va xalokat xolatlarida qollaniladi. Bu holda

himoya vositalari jarayonni toxtatib yoki avtomatik ravishda ushbu xolatlarni

chetlashtirishga xizmat qiladi.

eploenergetik korsatkichlar

abiiy chiqish signali

Olchash ozgartirkichlar

1.1- rasm. Olchash ozgartirgichlarining strukturaviy

boglanish sxemasi.

Mexanik korsatkichlar

imyoviy korsatkichlar

Fizik korsatkichlar

ploenergetik korsatkichlar

Elektronika korsatkichlar

Birl

amch

i o

zgar

tgic

hlar

ra

liq

ozg

artg

ichl

ar

Takomillashgan chiqish signali

Pne

vmat

ik

elek

trik

Diskretli chiqish signali

17

1.2. Avtomatika elementlari va ularning asosiy

korsatkichlari

Avtomatika elementi deb olchanayotgan fizik kattalikni birlamchi

ozgartiruvchi moslamaga aytiladi. Avtomatika elementlari tort xil strukturaviy

belgilanish sxemalaridan iborat boladi (1.1- jadval):

a) oddiy bir martali (birlamchi) togridan-togri ozgartirish;

b) ketma-ketli togridan-togri ozgartirish;

v) differensial sxemali;

g) kompensatsion sxemali.

Oddiy olchash ozgartirgichlari (a) bir dona elementdan tashkil topgan

boladi. Ketma-ketli ozgartgichlarda esa (b) oldindagi ozgartirgichning kirish

korsatgichi keyindagi ozgartgichning chiqishi hisoblanadi. Odatda birlamchi

ozgartirgich sezgirlik elementi (SE), ohirgi (keyingi) ozgartirgich esa chiqish

elementi deb yuritiladi. Ozgartirgichlarning ketma-ketligi ulanish usuli bir martali

ozgartirishda chiqish signalidan foydalanish qulay bolgan sharoitda qollaniladi.

Differensial sxemali olchash ozgartirgichlari nazorat qilinayotgan

kattalikni uning etalon qiymatlari bilan solishtirish zarurati bolganda qollaniladi.

Kompensatsion sxemali ozgartirgichlar usuli esa yuqori aniqlik bilan

ishlashi, universalligi hamda ozgartirish koeffitsiyentining tashqi tasirlarga

deyarli boglik emasligi bilan ajralib turadi.

Avtomatika elementlari tizimning eng asosiy qismi bolib, quyidagi

funksiyalardan birini bajaradi:

- nazorat qilinayotgan yoki rostlanayotgan kattalikni qulay korinishdagi signalga

ozgartirish (birlamchi ozgartgich - datchiklar);

- bir energiya korinishidagi signalni boshqa energiya korinishdagi signalga

ozgartirish (elektromexanik, termoelektrik, pnevmoelektrik, fotoelektrik va

xakozo ozgartgichlari);

18

- signal tabiatini ozgartirmasdan uning kattaliklarini ozgartirish

(kuchaytirgichlar);

- signalning korinishini ozgartirish (analog-raqam, raqam analog

ozgartkichlari).

- signalning formasini ozgartirish (taqqoslash vositalari),

- mantiqiy operatsiyalarni bajarish (mantiqiy elementlar),

- signallarni taqsimlash (taqsimlagich va kommutatorlar),

- signallarni saqlash (xotira va saqlash elementlari),

- programmali signallarni hosil qilish (programmali elementlar),

- bevosita jarayonga tasir qiluvchi vositalar (ijrochi elementlar).

Avtomatika elementlarining funksiyalari xar hil bolganiga qaramay,

ularning parametrlari umumiy hisoblanadi va ularga quyidagilar kiradi:

- statik va dinamik rejimlardagi tavsifnomalari;

- uzatish koeffitsiyenti (sezgirlik, kuchaytirish va stabilizatsiya

koeffitsiyentlari);

- xatolik (nostabillik);

- sezgirlik chegarasi.

ar bir avtomatika elementi uchun turgunlashgan rejimda kirish va

chiqish signallari U orasida u=f(x) bogliqlik mavjud. Ushbu bogliqlik

elementning statik tavsifnomasi deyiladi.

Korinish boyicha (1.2.-rasm) avtomatika elementlarining statik

tavsifnomalari uch guruxga ajratiladi: a) chiziqli, b) uzluksiz nochiziqli, v)

nochiziq uzlukli.

Avtomatika elementining ishlash sharoitlari turgunlashmagan, yani va U

qiymatlari vaqt davomida ozgarilayotgan payti dinamik rejim deyiladi. Chiqish

qiymatining vaqt davomida ozgarishi esa dinamik tavsifnomasi deyiladi.

19

1.1-jadval

Avtomatika elementlarining strukturaviy belgilanish sxemalari

Strukturaviy belgilanish sxemalari

Ozgartirish

koeffitsiyenti

Chetga chiqish

1.

Z

= 1

=

2.

Yn-1 n N = Ki i=1

n =1 i=1

3.

1 Y 2

K=K1+K2

=1k1/(k1+k2)+2/(k1+k2)

4.

Y Y

1

2

=1/(1+1*2)

=1/(1+1+12)-2/[1+1(1+1)]

Izox: x - olchanayotgan (kirish) korsatkichi; u - olchash

ozgartirgichining chiqish signali. z- qoshimcha energiya manbaisi.

Avtomatika elementlari malum inersionlikka ega, yani chiqish signali

kirish signaliga nisbatan kechikishi bilan ozgariladi. Elementlarning bu

xususiyatlari avtomatik tizimining dinamik rejimidagi ishini aniqlaydi.

ar bir elementning umumiy va asosiy xarakteristikasi uning ozgartirish

koeffitsiyenti, yani element chiqish kattaligining kirish kattaligiga bolgan

nisbatiga teng. Avtomatik tizimlarning elementlari miqdor va sifat ozgartirishlarni

bajaradi. Miqdor ozgartirishlar kuchaytirish, stabillash va boshqa

1 1

1 i

1

2

1

2

20

koeffitsiyentlarni nazarda tutadi. Sifat ozgartirishda bir fizikaviy kattalik

ikkinchisiga otadi. Bu holda ozgartirish koeffitsiyenti element sezgirligi

deyiladi.

U U U 1 a) b) v)

1.2.- rasm. Avtomatika elementlarining statik tavsifnomalari.

a) - chiziqli Ks= Kg= const; b) - uzluksiz nochiziqli; KsKg const. v)- nochiziq

uzlukli KsKq const F

Avtomatika elementining yana bir muhim tavsifnomasi element (kirish

kattaligi ozgarishiga boglik bolmagan) chiqish kattaligining ozgarishidan hosil

bolgan ozgartirish xatosidir. Bu xatoga sabab atrof-muhit xaroratining,

taminlash kuchlanishining ozgarishi va kabilar bolishi mumkin. Element

xarakteristikalarining ozgarishi natijasida paydo boladigan hato nostabillik deb

ataladi.

Bazi elementlarning chiqish va kirish kattaliklari ortasida kop qiymatli

boglanish mavjud. Bunga quruq ishqalanish, gisterezis va boshqalar sabab bolishi

mumkin. Bunda kattalikning xar bir kirish qiymatiga uning bir necha chiqish

qiymatlari mos keladi. Sezgirlik chegarasining mavjudligi shu hodisa bilan bogliq.

Kirish kattaligining element chiqishidagi signalini sezilarli darajada

ozgartirish qobiliyatiga ega bolgan qiymati sezgirlik chegarasi deyiladi.

Avtomatika elementlari mustahkamlik bilan xam xarakterlanadi. Elementlarning

sanoat ekspluatatsiyasida oz parametrlarini yol qoyiladigan chegarada saqlash

qobiliyatiga mustahkamlik deb ataladi. Mustahkamlik elementni loyihalash

21

vaqtida hisoblanadi va uni ishlab chiqarilgandan song ekspluatatsiya jarayonida

sinaladi.

1.3. Avtomatikaning boshqarish sxemalari

Avtomatik tizimlar, elementlar va moslamalarning montaj, sozlash, rostlash,

ekspluatatsiya qilish kabi ish jarayonlarni bajarish maqsadida avtomatik

sxemalardan foydalinadi. Avtomatika sxemalari asosiy hujjat hisoblanadi va ular

funksional, strukturaviy, prinsipial va montaj sxemalariga bolinadi.

Funksional sxemalar moslamalarni, elementlarni, vositalarni ozaro

boglanishlarini va xarakatlanishlarini ifodalaydi. Elementlar sxemada

tortburchak shaklida belgilinadi, ularning orasidagi aloqalar esa strelkali chiziqlar

bilan belgilanadi. Strelkaning yonalishi signalning otishini korsatadi (1.3 -

rasm).

E

1.3.- rasm. Avtomatikaning funksional sxemasi. E - topshirish elementi; BK-boshqarish va qabul qilish elementi; IM - ijro

mexanizmi; BE-boshqarish elementi; BU - birlamchi ozgartirgich.

Strukturaviy sxema avtomatik tizimni tashkiliy qismlarining ozaro

boglanishlarini korsatib, ularning dinamik xususiyatlarini tavsiflaydi.

Strukturaviy sxemalar funksional va prinsipial sxemalar asosida ishlanadi.

Strukturaviy sxemada aniq vosita, rostlagich, element korsatilmasdan, balki

otayotgan fizikaviy jarayonning matematik modeli korsatiladi. Strukturaviy

22

sxemada elementlar tortburchak shaklida ifodalanadi va ularning ichida

elementning matematik modeli yoziladi (1.4- rasm).

1.4. - rasm. Avtomatikaning strukturaviy sxemasi.

Avtomatik rostlash tizimining keyingi tahlili elementlarning dinamik

xarakteristikalarini aniqlash va tizimning strukturaviy sxemasini yaratishdan

iborat boladi. Bu tizimning strukturaviy sxemasi 1.5 - rasmda keltirilgan.

F

HOP. H u q H

1.5 - rasm. aydov chuqurligini avtomatik rostlashning strukturaviy sxemasi.

Prinsipial sxemalar elementlarning ozaro elektrik ulanishlarni ifodalaydi.

Ushbu sxemada avtomatika elementlari davlat standartlariga binoan belgilanadi.

Prinsipial sxemadagi shartli belgilar butun mosmlamani, tizimning ish prinsipini

tushunishga yordam beradi (1.6.- rasm).

W1 W2 W3

W4

W(S)=

W(S)=

W(S)= /S

W(S)= /TS+1

23

1.6.- rasm. Avtomatikaning prinsipial sxemasi.

Montaj sxemalar moslamalar orasidagi tashqi ulanishlarni yoki moslama

ichidagi elementlarni ozaro ulanishlarni ifodalaydi. Ushbu sxemalar montaj

ishlarini bajarayotganda ishchi chizmalar sifatida qollanadi (1.7.- rasm).

Kirish A 24 V V yuklamaga S Ozgartgich signali chiqish 012 V 3, 50 Gs 380 V Rk .

1.7.- rasm. Avtomatikaning montaj sxemasi.

10 9

8 7 6 5 4 3 2

20 19 18 17 16 15 14 13 12

24

1.4. Qishlok va suv xojaligi ishlab chiqarish jarayonlarini

avtomatlashtirish xususiyatlari

Qishloq va suv xojaligidagi ishlab chiqarish jarayonlari murakkab axborot

almashinuvi va jarayonlariga ega bolib, ular turli korinishlarda berilishi mumkin.

Bu esa shu sohada qollanuvchi mashina va uskunalarning maxsus ish rejimlariga

mos tushmay qolishi, oqim liniyalardagi ishlab chiqarish jarayonlarini toxtab

qolishi, suv xojalik mashinalarining ish rejimlari bir-biriga mos tushmay qolishiga

olib kelishi mumkin.

Qishloq va suv xojaligining yana bir muhim xususiyatlardan biri ulardagi

texnika va qurilmalarning katta maydonlarda joylashgani va tamirlash bazasidan

uzoqligi, uskunalarning kichik quvvatga ega ekanligi, ish jarayonining

mavsumiyligi hisoblanadi. Jarayonlar xar kuni malum sikl boyicha qaytarilishiga

qaramay, mashinalarning umumiy ish soatlari nisbatan kam hisoblanadi. Demak,

bu sohada qollanuvchi avtomatlashtirish vositalari turli korinishlarga ega bolib,

nisbatan arzon, tuzilishi jihatidan sodda, ishlatishga qulay va ishonchli bolishi

kerak. Bunday sharoitda avtomatlashtirish vositalari aniq va ishonchli ishlashi

lozim, chunki bunday jarayonni tabiatan toxtatib, uzib qoyib bolmaydi. Misol

uchun, gidromelioratsiya tizimlarida avtomatlashtirish vositalari tabiiy sharoit

ozgarishiga qaramay, sutka davomida texnologik operatsiyalarning davomiyligini

taminlab berishi zarur.

Qishloq va suv xojaligida tashqi tasodifiy tasirlar turli korinishlarda

ozgarishi bilan xarakterlanadi. Qishloq va suv xojaligi avtomatikasidagi kopgina

obektlar texnologik maydoni yoki katta hajmda vaqt korsatkichlariga ega. Misol

uchun, nasos agregatlarida obekt boyicha kattaliklarni nazorat qilish va

boshqarish kerak boladi (suv sathi, bosim, ish unumdorligi, xajmi va h. k).

Bunday obektlar uchun avtomatlashtirish tizimlarida birlamchi

ozgartkichlar, ijrochi mexanizmlarning optimal miqdoriga ega bolib,

boshqariluvchi korsatkichlarning qiymatini belgilangan aniqlikda va ishonchli

ravishda saqlash katta ahamiyatga ega.

25

Qishloq va suv xojaligida qollanuvchi qurilma va uskunalarning

kopchiligiga xos bolgan xususiyatlardan biri ularning tashqi muhit bilan bogliq

holda ochiq havoda ishlashidir: namlik va haroratni keng maydonda ozgarishi,

turli aralashmalar, chang, qum, agressiv gazlar hamda sezilarli tebranishlarning

mavjudligi. Qishloq va suv xojaligida sanoatdan farqli ravishda yuqoridagi

talablardan kelib chiqib avtomatlashtirish vositalari tashqi tasirlarga chidamli,

parametrlarini keng diapazonda ozgaruvchi qilib ishlanishi zarur.

Bu esa loyihalashtirilayotgan obektdagi texnik vositalarning ishdan

chiqishini kamaytirish, yuqori aniqlikda ishlashini taminlash imkoniyatini beradi.

Korsatilgan xususiyatlar eng avval tashqi muhit bilan bogliq sharoitda ishlovchi

mashinalarda ornatilgan birlamchi ozgartkichlar, ijro mexanizmlari, nazorat

asboblari va boshqa texnik vositalarga tasir etadi. Qolgan avtomatlashtirish

vositalarini alohida xonalar yoki tashqi muxitga chidamli bolgan maxsus

shkaflarda ornatish mumkin.

26

2-bob. Avtomatika datchiklari

2.1. Datchiklar haqida tushuncha va ularning klassifikatsiyasi.

ar xil texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda ularning korsatkichlari

xaqida malumot olish zarur hisoblanadi. Bu maqsadda birlamchi ozgartirgichlar

(yoki datchiklar) keng qollaniladi. Datchik deb nazorat qilinayotgan yoki

rostlanayotgan kattalikni kerakli yoki avtomatika tizimining keyingi elementlarida

qollash uchun qulay qiymatga ozgartiradigan vositaga aytiladi.

Qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishida qollaniladigan ozgartirgichlar

asosan olti guruxga bolinadi: mexanik; elektromexanik; issiqlik;

elektrokimyoviy; optik va elektron - ion.

Mexanik ozgartirgichlar mexanik kirish korsatkichlarni (bosim, kuch,

tezlik, sarf va x.k.) mexanik chiqish korsatkichlarga ( aylanish chastotasi, bosim

va x.k.) ozgartirib berish bilan xarakterlanadi. Bunday ozgartirgichlarning

sezgirlik elementi sifatida elastik elementlar (membrana, prujini, balka kabilar)

poplavoklar, krilchatkalar va drosselli qurilmalar ishlatiladi.

Elektromexanik birlamchi ozgartirgichlar (yoki elektrik datchiklar) kirish

mexanik korsatkichlarni (bosim, kuch, sarf kabilar) chiqish elektrik

korsatkichlarga (kuchlanish, tok, qarshilik, induktivlik va kabilar) ozgartirib

berish uchun xizmat qiladi. Elektromexanik ozgartirgichlar parametrik va

generator ozgartirgichlarga (yoki datchiklarga) bolinadi.

Parametrik datchiklarda chiqish korsatkichini elektr zanjir kattaliklari

(qarshilik, induktivlik, ozaro induktivlik, elektr sigimi va kabilar) tashkil topadi.

Bunday turdagi datchiklarda elektr toki va kuchlanishi sifatida chiqish signalini

olish uchun ularni maxsus elektr sxemalariga (koprikli, differensialli) ulash hamda

allohida energiya manbasiga ega bolishi kerak .

Generator datchiklarida bevosita sezgir elementda kirish signali chiqish

signali U ozgartiriladi. Ushbu ozgartirish kirish signali energiyasi hisobiga

27

boladi va chiqish signali E.YU.K. korinishida hosil boladi. Generator datchiklari

juda oddiy boladi, chunki ular qoshimcha energiya manbaisiz ulanadi.

Aniqlik darajasi boyicha datchiklar 0,24; 0,4, 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4 aniqlik

sinflariga muvofiq bolishlari lozim. Ish prinsipi boyicha elektrik datchiklar

rezistivli, elektromagnitli, sigimli va taxometrik (generatorli) korinishlarga ega

boladi (2.1-rasm).

2.1-rasm. Elektrik datchiklarning turlanishi.

ELEKRIK DAChIKLAR

Prmetrik datchiklar Generator datchiklari

Rezistiv Elektromagnit Sigim

Indu

ktiv

Tran

sfr

mat

orli

Mag

nitol

astik

Yuz

asio

zga

ruvc

han

Mas

ofas

i oz

garu

vcha

n

Die

lekt

rik s

ingd

iruvc

hanl

ik

Indu

ksio

n

Foto

elek

trik

Pez

o-el

ektri

k

Pot

ensi

omet

rik

Kont

aktli

(ko

mir)

Tenz

omet

rik

28

2.1 JADVAL

DAChIKLAR VA ULAR NAZORA QILADIGAN KAALIKLAR

DAChIKLAR URLARI

ELEKRIK DAChIKLAR

Nazorat

qilinadigan

kattaliklar

Mex

anik

Po

tens

iom

etrik

enz

omet

rik

Indu

ktiv

erm

orez

itorli

Sig

im

Foto

rezi

stor

li

Elek

tron

Indu

ksio

n

Pez

oele

ktrik

erm

oele

ktri

ol

l dat

chik

lari

Foto

elek

trik

gidr

avlik

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1. Siljish + + + + - + - + - - - + + +

2. Satx + + - + - - - - - - - - - +

3. ezlik + - - - + + - - + - - - + +

4. ezlanish + - + - - - - - + + - - - -

5. Kuch + + + + - + + + + + - + - -

6. Bosim + - + + - + - + - + - + - +

7. Moment - + + + - + + - - - - - + +

8. Namlik - - - - + + - - - - + - - -

9. arorat - - - - + + - - - - + - - -

10. Sarf - + - + - - + - + - - - - +

11. ebranish - + + + - + - - + + - + - -

29

2.2. Datchiklarning asosiy korsatkichlari.

Datchiklarning turlari kop bolishiga qaramay, ular bir hildagi bir necha

asosiy korsatkichlarga ega:

1. Statik tavsifnomasi - chiqish kattaligini kirish kattaligiga boglikligi

(2.2-rasm). Statik tavsifnomasi chiziqli datchiklar (2.2-rasm, a) uchun sezgirlik

koeffityenti ozgarmaydi.

b

U U a U

2.2-rasm. Datchiklarning statik tavsifnomalari.

Statik tavsifnomasi nochiziqli datchiklar uchun sezgirlik koeffitsiyenti xar

hil nuqtalarda (2.2-rasm, v) xar hil boladi va bu kattatik differensial sezgirlik

deyiladi. Uni aniqlash uchun quyidagi formula qollanadi:

Kc=dy/dx=y/dx (2.1)

2. Datchikning absolyut xatoligi - datchikning chiqish signalining xaqiqiy u1 va

uning hisoblangan u2 qiymatlarning farqi, yani

u = u1- u2 (2.2)

U2

3. Datchikning nisbiy xatoligi - = -------- . 100% (2.3)

u1

30

4. Datchikning dinamik tavsifnomasi - chiqish signalining vaqt mobaynida

ozgarilishini korsatadi.

5.Datchikning dinamik tavsifnomasi chiqish signalining vaqt mobaynida

ozgarishini korsatadi.

2.3. Rezistiv datchiklar

Rezistiv datchiklar chiziq va burchak xarakatlarni kuch va momentlar,

tebranish va vibratsiyalar, xarakat va yoruglik kabi noelektrik kattaliklarni nazorat

qilish va olchash jarayonlarida qollaniladi.

Rezistiv datchiklar guruxiga potensiometrik, komir (kontaktli),

tenzometrik kabi datchiklar (fotorezistiv, termorezistiv) kiradi. Bunday turdagi

datchiklarning ish prinsipi nazorat qilinayotgan kattalikning tasirida uning aktiv

qarshiligi ozgarilishiga asoslangan boladi.

2.3.1. Potensiometrik datchiklar

Potensiometrik datchiklarda nazorat qilinayotgan xarakat sezgir elementga

uzatilib uning qarshiligi hisobiga ozgaruvchan yoki ozgarmas kuchlanishga

aylantiriladi (2.3- rasm).

Potensiometrning xarakatlanuvchi kontakti nazorat qilinayotgan xarakatga

boglangan bolib, obektning holati ozgarilganda uning qarshiligi ham va

ikkilamchi asbobdagi korsatgich ozgariladi. Ikkilamchi asbob esa nazorat

qilinayotgan parametrlar birligida darajalangan. Kuchlanishning tebranishlarini

tasirini yoqotish maqsadida stabillashgan manbalardan foydalanish tavsiflanadi.

31

2.3-rasm. Potensiometrik datchiklar va ularning tavsifnomalari. Potensiometrik datchikning statik tavsifnomasini chiziqlikga yaqinlashtirish

maqsadida unga muvofiq ish rejimini (2.3.-rasm, b, g) topshirishadi yoki reostatni

orash usulini ozgartiradi.

Agar chiqish tok yoki kuchlanish belgisi xarakat yonalishiga muvofiqligi

kerak bolsa, unda orta nuqtali potensiometrdan foydalanishadi (2.3.-rasm, v).

Uning tavsifnomasi rasmda keltirilgan. (2.3.- rasm, g)

Burchak xarakatlarini nazorat qilish uchun halqasimon potensiometrik

datchiklar qollanadi (2.3.-rasm, d). Kontaktsiz datchiklar sifatida suyuqlik

potensiometrik datchiklar qollanadi (2.3.-rasm, e).

Potensiometrik datchikning tavsifnomalari va sezgirligi analitik usulda

hisoblanadi. Korsatilgan sxema uchun quyidagi tenglamani tuzsa boladi.

Rx X Ix Ra ------ = ---- -: ----- = -------- (2.4)

R l Ia Rx

I= Ix+Ia. Uct=I(R-Rx)+IaRa. (2.5) Potensiometrik datchiklar yuqori darajadagi aniqlik va tavsifnomalari

ozgarmas, sodda, kichik gabaritlari va arzonligi bilan ajralib turadi. Bundan

32

tashqari, ulardan foydalanilayotganda qoshimcha kuchaytirigichlarni ishlatishni

xojati yoq, chunki ularning chiqish quvvati ikkilamchi asboblar uchun yetarli.

Lekin xarakatlanuvchi kontaktning mavjudligi ularning puxtaligini pasaytiradi.

2.3.2. Komir (kontaktli) datchiklari

Komir datchiklarining ish prinsipi, ozining ichki elektr qarshiligi

keltirilgan kuchlar tasirida ozgarishiga asoslangan. Bu turdagi eng sodda datchik

(2.4.-rasm, a) grafit disklardan yigilgan komir ustindan iborat. Disklar orasiga esa

kontaktli shaybalar ornatilgan. Komir ustunning qarshiligi grafit disklarning

kichik qarshiligi va disk-shayba otishi asosiy qarshiliklar yigindisiga teng.

Disk-shayba otishning qarshiligi esa oz navbatida disk va shaybalar

zichligiga, yani bosish kuchiga bogliq.

Komir datchigining qarshiligi:

a R= Ro+ ------ (2.6)

F ikkilamchi asbobdagi tok esa:

Uct Iozg= ------------ (2.7) Rozg+R0+a/F

bu yerda, Rozg+ Ro - kontakt qarshiligi, Om;

a - kontaktning ozgarmas koeffitsiyenti, OmN;

F - kuch, H;

R0- asbob qarshiligi, Om.

Komir datchikning sezgirligi (Om/H)

dR Kq= ------- = a/F2 (2.8)

dF

33

2.4. - rasm. Komir datchiklarning sxemalari va tavsifnomalari. Komir datchiklarining sezgirligini oshirish maqsadida kopriksimon

ulanish sxemalardan foydalaniladi (2.4-rasm, v). F kirish kuchi tasirida

koprik sxemasining yelkasidagi R1 qarshiligi kamayadi, ikkinchi yelkadagi

R2 esa oshadi. Bunday datchiklar differensial datchiklar deyiladi. Komir

datchiklarining afzalliklari: sodda, olchamlari kichik, arzon.

Kamchiliklari: qarshilikning nostabilligi, gisterezis, mavjudligi va

tavsifnomasi nochiziqliligi. Oddiy komir datchikning statik

tavsifnomasidan korinib turibdiki (2.4. -rasm, b) nochiziqlilik kichik

kuchlar chegarasiga togri keladi. Differensial datchiklarning statik

tavsifnomasi esa chiziqlilikka yaqin.

2.3.3. enzometrik datchiklar

enzometrik datchiklarning ish prinsipi tenzoeffekt xodisasiga

asoslangan boladi, yani elastik deformatsiya tasirida uning qarshiligi

ozgaradi. enzodatchik malum usulda oralgan va ikkala tomnidan

maxsus plenka yopishtirilgan yupqa simdan iborat. enzodatchik

deformatsiyasi nazorat qilinayotgan detalga maxsus yelim bilan puxta

yopishtiriladi. Detalning deformatsiyasi natijasida simning geometrik

olchamlari ozgarilib qarshiligi ozgaradi. enzometrik datchiklarning

34

tavsifnomasi chiziqli boladi va shu sababli ularning sezgirligi deyarli

ozgarmaydi.

enzometrik datchiklarning asosiy korsatkichi tenzosezgirlik

hisoblanadi va u quyidagicha ifodalanadi:

RR

/

= (2.9)

Bu yerda R/R - materialning deformatsiya paytida solishtirma qarshiligi;

- elastiklik moduli;

2.5-rasm. enzometrik datchikning tuzilishi va tavsifnomasi

enzodatchiklarning afzalliklari: ular juda sodda, ixcham va arzon.

Kamchiliklari: kichik sezgirlik, olchov natijalari xaroratga bogliq.

Sanoatda 3 xil tenzometrik datchiklar chiqariladi: simli, qogoz (2PKB

turida) va plyonka (2 PKB turida) asosida: folgali. (2FPKP turi) va yarim

otkazgichli (KD, KDM, KE turlari). Simli tenzorezistorlar uchun

nominal ish toki In = 0,5 A tashkil etadi.

35

2.4. Elektromagnitli va sigim datchiklari 2.4.1. Induktiv va transformator datchiklari

Elektromagnitli datchiklar sodda tuzilishi va puxtaligi bilan avtomatika

tizimlarida keng miqyosda qollanib kelinmoqda. Elektromagnitli datchiklar kirish

kattaligini ozgarishi boyicha induktiv, transformator va magnitoelastik turlariga

bolinadi.

Induktiv va transformator datchiklarning (2.6 - rasm) ish prinsipi polat

yakorning holati ozgarilganda polat ozakli cholgamning induktivligi

ozgarishiga asoslangan.

Induktiv va transformator datchiklari ozgaruvchan tok zanjirlarida ishlab,

mikronning undan bir qismidan to bir necha santimetrgacha bolgan xarakatlarni

olchaydi va ularni nazorat qiladi.

Oddiy induktiv datchikning sxemasi va uning statik tavsifnomasi -

rasmda korsatilgan. Datchikning kirish kattaligi havo boshligi bolib, chiqish

kattaligi Ia. ikkilamchi asbobdagi tok boladi. Ia qiymati cholgamning induktiv

qarshiligi hamda olchov asbobining aktiv qarshiligiga bogliq. Cholgamning

induktivligi ikkita havo boshligni hisobga olgan holda quyidagi tenglama

orqali ifodalanadi:

L=22S10-7/ (2.7)

chiqishdagi tok esa: Iozg=U/Z=U/R2+(L)2 (2.10)

bu yerda: R=Rch+Rozg - cholgamning va olchov asbobi qarshiliklarining

yigindisi, Om;

L - cholgamning induktiv qarshiligi, Om;

- cholgamning oramlar soni;

S - magnit otkazgichning kesim yuzasi, m2;

- xavo boshligi, m.

36

Datchikning sezgirligi quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:

Kd=dIozg/d=U107/22S (2.11)

Differensial datchiklarda kirish signalining belgisi ozgarilganda chiqish

signalining belgisi ham unga mos ravishda ozgaradi.

ransformator datchiklarda (2.6- rasm) kirish signali plunjer yoki

yakorning xarakati bolib, chiqish signali esa I1 - I2 toklarning geometrik ayirmasi

boladi. Yakorning neytral holatida I1 - I2, demak olchov asbobida tok yoqligini

bildiradi. Yakorning holati ozgarilishi bilan cholgamlarning induktivligi

ozgaradi va I1 ,I2 toklarining muvozanatlari ozgaradi. Natijada olchov asbobidan

I= I1-I2 toki oqib otadi. Ushbu tokning fazasi yakorning xarakatlanish

yonalishiga bogliq boladi.

ransformator datchikning sxemasi 2.6.d rasmda korsatilgan. Bu yerda

kirish kattaligi burchak xarakati bolib, chiqish kattaligi esa ikkilamchi

asbobdagi tok boladi. Yakorning neytral holatida, yani 1=2 orta ozakda

EYUK hosil bolmaydi, chunki chetlardagi cholgamlar qarama-qarshi

yonalishda oralgan va ular ozaro teng. Yakorning xarakatlanishi bilan

cholgamlardan birining magnit qarshiligi kamayadi, ikkinchisiniki esa oshib

ketadi. Natijada orta cholgamda EYUK hosil bolib, ikkilamchi asbobdan tok

oqib ota boshlaydi.

Korib chiqilgan prinsip asosida amalda kopgina olchov asboblari,

jumladan misol sifatida, induktiv manometr shu prinsip asosida ishlaydi (2.7-

rasm).

Induktiv manometr sezgir element 3, unga biriktirilgan yakor 6 va polat

ozakli cholgamdan iborat. Olchanayotgan bosim quvurcha 1 orqali boshliq 2

ga kelib, membrana 3 ni bukadi, natijada ozak 6 cholgam ozagi 4 ga qarab

xarakatlanadi. Demak cholgamning induktivligi olchanayotgan bosimga

proporsional ozgariladi. Chiqish signali esa 8 klemmalardan 5 olinadi. Bunday

datchikarning statik tavsifnomasi kichik qismda chiziqli bolganligi tufayli ular

qishloq va suv xojaligi ishlab chiqarishida juda kam qollaniladi. Bunday

kamchiliklar differensial datchiklarda bartaraf qilingan. Bundan tashqari

37

differensial datchiklarda kirish signalining belgisi ozgarilganda chiqish

signalining belgisi ham unga mos ravishda ozgaradi.

ransformator datchiklarda (2.6, b - rasm) kirish signali plunjer yoki

yakorning xarakati bolib, chiqish signali esa I1 - I2 toklarning geometrik ayirmasi

boladi. Yakorning neytral holatida I1 - I2, demak olchov asbobida tok yoqligini

bildiradi. Yakorning holati ozgarilishi bilan cholgamlarning induktivligi

ozgaradi va I1 ,I2 toklarining muvozanatlari ozgaradi. Natijada olchov asbobidan

I= I1-I2 toki oqib otadi. Ushbu tokning fazasi yakorning xarakatlanish

yonalishiga bogliq boladi.

ransformator datchikning sxemasi 2.7, d - rasmda korsatilgan. Bu yerda

kirish kattaligi burchak xarakati bolib, chiqish kattaligi esa ikkilamchi

asbobdagi tok boladi. Yakorning neytral holatida, yani 1=2 orta ozakda

EYUK hosil bolmaydi, chunki chetlardagi cholgamlar qarama-qarshi

yonalishda oralgan va ular ozaro teng. Yakorning xarakatlanishi bilan

cholgamlardan birining magnit qarshiligi kamayadi, ikkinchisiniki esa oshib

ketadi. Natijada orta cholgamda EYUK hosil bolib, ikkilamchi asbobdan tok

oqib ota boshlaydi.

2.6- rasm. Induktiv va transformator datchiklarining sxemalari va ularning

tavsifnomalari

38

2.7.-rasm. Induktiv manometrning sxemasi.

2.4.2. Magnitoelastik datchiklar va oll elementi

Magnitoelastik datchiklarning ish prinsipi ferromagnit materiallarni yoki

mehanik kuchlar tasirida magnit singdiruvchanligi ozgarishiga asoslangan.

Ushbu datchiklar har hil korinishdagi ozaklar va ularga oralgan bitta yoki bir

necha cholgamlardan iborat (2.8-rasm). F kuchi tasirida bir vaqtning ozida

ozakning geometrik olchamlari hamda magnit singdiruvchanligi ozgariladi.

2.8- rasm. Magnitoelastikli datchikning sxemasi va tavsifnomasi.

2.8 b-rasmda korsatilganidek, magnitoelastik datchiklarning statik

tavsifnomalari katta qismda nochiziqli. Shuning uchun ular ish diapazonining 15-

20 % ishlatiladi. Bundan tashqari cholgamning toki haroratga bogliq va temir -

nikel eritmalardagi qoldiq deformatsiyaga ega.

39

oll elementi yoki oll datchigi magnit maydonga joylashtirilgan tort

chiqish klemmalariga ega bolgan yarim otkazgich plastinadan iborat (2.9 -

rasm).

2.9- rasm. oll elementining sxemasi.

oll elementining ish prinsipi quyidagicha. Ikkita chiqish klemmalariga tok

uzatiladi. Magnit maydon ozgarishi bilan elektronlar xarakat yonalishini

ozgartirib qolgan ikkita chiqishda kuchlanishni hosil qiladi. Shunday qilib kirish

kattaligi bolib mexanik tasirda hosil boladigan magnit maydoni ozgarilishi

chiqish kattaligi kuchlanishining ozgartirilishi boladi.

Chiqishdagi kuchlanish:

Ux=kIB/h (2.12)

bu yerda: K - oll koeffitsiyenti, har hil yarim otkazgich materiallar

uchun K= 10-2 9x10-9 m3/A. s

h - plastina qalinligi, m.

B - magnit induksiyasi, Tl.

I - plastinaga uzatilgan tok, A.

Ushbu datchikalar kirish va chiqish qarshiliklari katta diapazoni,

ixchamligi yuqori darajadagi vibroturgunlik va uzoq muddatli hizmat davri

tufayli keng qollanadi.

40

2.4.3. Sigim datchiklari va ularning qollanish sohalari

Sigim datchiklarida xilma-xil kirish kattaliklarni (chiziqli va burchak

xarakatlarni, mexanik kuchlanish, satx va kabilar) sigim ozgarilishiga

aylantiriladi. Amalda sigim datchiklari kondensatorlardan yasaladi. Olchaydigan

kattaliklariga qarab sigim datchiklari (2.10-rasm) yuzasi ozgaruvchan, oraliq

masofasi ozgaruvchan va dielektrik singdiruvchanligi ozgaruvchan turlariga

bolinadi.

2.10- rasm. Sigim datchiklarining turlari.

ekis kondensatorning sigimi quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:

C=0S/, (2.13)

bu yerda: 0=8,8510-12 F/m - vakuumning dielektrik singdiruvchanligi; -

kondensatorning plastinalararo muhitining dielektrik singdiruvchanligi; S -

plastinalarning yuzasi; - plastinalararo masofa.

Oraliq masofasi ozgaruvchan datchiklar (2.10, a-rasm) 0,1...0,01 mkm

aniqliqda chiziqli xarakatlarni, yuzasi ozgaruvchan datchiklar (2.10, v-rasm)

chiziqli va burchak xarakatlarni nazoratida va dielektrik singdiruvchanligi

ozgaruvchan (2.10, s - rasm) namlik, sath, kimyoviy tarkib kabi kattaliklarni

olchashda qollaniladi. Olchash aniqligini va sezgirligini oshirish maqsadida

sigim datchiklari kopriksimon sxemalarga ulanadi. Yuqorida korib chiqilgan

prinsip asosida sigim manometrlari ishlaydi.

41

Olchash aniqligini va sezgirligini oshirish maqsadida sigim datchiklari

kopriksimon sxemalarga ulanadi. Yuqorida korib chiqilgan prinsip asosida sigim

manometrlari ishlaydi. (2.11-rasm).

Olchanayotgan bosim asbobga quvur 1 orqali uzatilib, membrana 2 orqali

qabul qilinadi. Membrana oz navbatida plastina 3 bilan kondensatorni hosil

qiladi. Kondensator sxemaga klemma 4 lar yordamida ulanadi. Bosim tasirida

membrana egilib plastinaga yaqinlashadi va kondensatorning sigimini

ozgartiradi. Shunday qilib kondensator sigimi olchanayotgan bosimga

proporsionaldir.

2.11-rasm. Sigim manometrining sxemasi.

Sigim datchiklarining afzalliklari: soddaligi, ixchamligi, arzonligi va kichik

inersionligi. Kamchiliklari: chiqish signalining quvvati pastligi, olchov natijalari

atrof muhit korsatkichlariga bogliqligi, ulaydigan simlar va qurilma metall

qismlarning sigimlari turlicha tasir qilib, detallarning ozaro joylashishiga

bogliq.

2.5. arorat datchiklari

arorat barcha texnalogik jarayonlarning muxim korsatkichlaridan biridir.

Qishloq va suv xojaligida kopgina texnologik jarayonlar ular otayotgan sharoit

xaroratiga bogliq. Jism, suyuqlik yoki gazning xarorati nazorat qilayotgan

42

muxitning yoki u bilan issiqlik kontaktida bolgan mahsus elementning xaroratini

olchab aniqlanadi.

Amalda xarorat datchiklarining sezgir elementlari sifatida issiqlik tasirida

ozining fiziko-mexanikaviy xususiyatlarini keng diapazonda ozgartirib, boshqa

kattaliklar (namlik, muxitning tarkibi, xavo bosimi tasirida xususiyatlarini

ozgartirmaydigan materiallardan foydalaniladi. arorat datchiklarining sezgir

elementlari issiqliqga kengayish koeffensenti maksimal korsatkichiga ega bolishi

kerak.

Ishlash prinsipi jihatdan xarorat datchiklari suyuqlik, bimetallik va

dilatometrik datchiklariga hamda termoparalar va termorezistorlarga bolinadi.

2.5.1. Suyuqlik datchiklari

Suyuqlik datchiklari -2000S dan +7500 C gacha oraligidagi xaroratni

olchashda ishlatiladi. Shisha termometrlarning ishlatish usuli sodda, aniqligi

yetarli darajada yuqori va arzon bolganligi sababli sanoatda keng tarqalgan.

Suyuqlikli termometrlarning ishlash prinsipi termometr suyuqligining xajmi

xarorat kotarilishi yoki pasayishi tufayli ozgarilishiga asoslangan. Shishali

termometrning suyuqligi sifatida simob, toluol, etil spirti, efir va boshqalar

ishlatiladi. Suyuqlikli datchiklarning kirish signali xarorat ozgarilishi t bolib,

chiqish signali kapilyardagi ustunning balandligi boladi:

H=V/S, (2.14)

bu yerda: V=V(B-3*Q) - suyuqlik xajmining ozgarilishi;

S- kapilyarning kesim yuzasi;

B- suyuqlikning issiqlikka kengayish koeffitsiyenti;

V- suyuqlikning boshlangich hajmi;

I- kapilyar materialining issiqlikga kengayish koeffitsiyenti.

Suyuqlik termometrlariga qoshimcha elementlar kiritish natijasida ular

avtomatika tizimlarida qollanish imkoniyatiga ega boladilar (2.12-rasm)

43

akomillashtirish natijasida suyuqlikli datchiklarning chiqishida xarorat

ozgarilishi bilan aktiv, induktiv, sigim qarshiliklari yoki nurlar intensivligi

ozgartiriladi.

2.12.-rasm. Suyuqlik datchiklarining turlari:

a kontaktli; b aktiv qarshilikli; v induktiv qarshilikli; g sigim

qashilikli; d nurlar intensivligi.

2.5.2. Dilatometrik va bimetallik datchiklar

Dilatometrik va bimetallik datchiklarning ishlash prinsipi xarorat

ozgarishidagi qattiq jism chiziqli miqdorining ozgarishiga asoslangan. arorat

ozgarishiga bogliq bolgan qattiq jism chiziqli miqdorining ozgarishi

quyidagicha ifodalanadi:

Lt=L0(1+B*t), (2.15) bu yerda: Lt xaroratdagi qattiq jismning uzunligi;

L0 shu jismning 00S dagi uzunligi

B chiziqli kengayishning ortacha koeffitsiyenti (00S dan t0S gacha bolgan xaroratlar intervalida).

2.13-rasmda dilatometrik termometrning tuzilish sxemasi tasvirlangan.

Dilatometrik termometrda (2.13, a-rasm) sezgir element sifatida chiziqli

kengayishning katta xarorat koeffitsiyentiga ega bolgan materialdan (jez va mis)

tayyorlangan quvurcha qollanilgan. Korpusga kavsharlangan quvurcha ichida

44

ozak joylashgan. Ozak chiziqli kengayish koeffitsiyenti kichik bolgan

materialdan (masalan, invar) ishlangan. Olchanayotgan muxitning xarorati

kotarilishi bilan birga quvurcha uzayadi. Bu hol ozakning uzayishiga olib keladi.

Shunda prujina shaynning bosh tomonini pastga tushiradi, oz navbatida u tortqi

va tishli sektor orqali strelkani uning oqi atrofida aylantiradi. Strelka esa shkalada

olchanayotgan xarorat qiymatini korsatadi va belgilangan xolatda kontaktlarni

ulaydi.

Dilatometrik termometrlar suyuliqlar xaroratini olchashda ham xaroratni

malum darajada avtomatik ravishda saqlash uchun va signalizatsiyada

qollaniladi. Dilatometrik termometrlar 1.5 va 2.5 aniqlik klassida chiqariladi,

ularning yuqori olchash chegarasi 5000S gacha boladi. 150 0S dan oshmagan

xaroratlar uchun quvurchalar jezdan, ozaklar esa invardan ishlanadi, undan

yuqori xaroratlar uchun quvurchalar zanglamas polatdan, ozaklar esa kvarsdan

ishlanadi.

2.13-rasm. Dilatometrik va bimetallik datchiklarning sxemalari.

Afzalliklari: ishonchlilik va sezgirlik korsatkichlari yuqori.

Kamchiliklari: asbob olchamlarining katta xajmligi, xaroratning bir

nuqtada emas, xajmda olchanishi, issiqlik inersiyasining kattaligi, korsatkichlarni

masofaga uzatish imkoniyati yoqligi kabilar.

Bimetalli termometrlarning sezgir elementi ikki kavsharlangan plastinkadan

tayyorlangan prujinadan iborat. Bu plastinkalarning issiqlikdan kengayish xarorat

koeffitsiyenti turlicha bolgan metallardan tayyorlanadi. aroratning ozgarishi

45

plastinkalarning uzayishiga olib keladi. Plastinkalar bir-biriga nisbatan siljiy

olmaganligi sababli prujina issiqlikdan kengayish xarorat koeffitsiyenti kam

bolgan plastinka tomon ogadi. Plastinkalar uzayishining xarorat koeffitsiyenti

farqi qancha katta bolsa, prujinaning xarorat ozgarishidagi ogishi shuncha kop

boladi.

2.13-rasmda yassi plastinkali bimetalli termometrning tuzilish sxemasi

korsatilgan. arorat ozgarishi bilan bimetall prujina pastga egiladi. ortqi

strelkani oq atrofida aylantiradi. Strelka shkalada olchanayetgan xarorat

qiymatini korsatadi va belgilangan korsatkichda kontaktlarning holatini

ozgartiradi. Sezgir elementlar sifatida yoysimon yoki vintsimon spirallar

qollaniladi. Bimetalli termometrlar bilan xaroratni olchash chegarasi -1500S

dan 700 0S gacha, xatosi - 1...1.5%.

Bu turdagi termometrlar xaroratni malum darajada avtomatik saqlash va

signalizatsiya uchun qollaniladi.

Bimetalli termometrlarning kamchiliklari: charchash hollari

(daradalanishining ozgarishi, hatto metallarning ajralishi), issiqlik inersiyasining

kattaligi, maxalliy sanoq.

2.5.3. Manometrik datchiklar

Sezgir elementining turiga qarab manometrik datchiklarni quyidagilarga

ajratiladi: manometrik, silfonli va membranali (2.14-rasm).

2.14 - rasm. Manometrik datchiklarning turlari.

a - membranali, v - silfonli, s - manometrik.

46

Manometrik termometrlar texnikaviy asbob bolib, termotizmning ish

moddasi jihatidan gazli, suyuqlikli va kondensasion turlariga ajratiladi. Bu

asboblar -1500S dan 600 0S gacha bolgan suyuliq va gazsimon muhitlar

xaroratini olchash uchun qollaniladi. Maxsus toldirgichli termometrlar esa

1000S dan 1000 0S gacha, bolgan xaroratlarga moljallangan.

Asbobning tizimi (termobalon, kapilyar sigimlari, ish moddasi) asosan

gaz (gazli asboblarda) va suyuqlik (suyuqli asboblarda) bilan boshlangich

bosimda toldiriladi. ermobalon isishi bilan ishchi moddaning bosimi oshadi.

Buning natijasida asboblardagi membranalar, silfonlar manometrik quvurchalar

xarakatlanishi boshlanadi. Sezgir elementlar xolati ozgarilishi natijasida ularga

ulangan strelkalar xolatini ozgartirib kontaktlarni ishga tushiradi. Ushbu

datchiklarning olchash chegaralari ishchi moddaning qaynash va qotish

xaroratlari bilan cheklanadi.

Gazli manometrik termodatchiklarning oziga hos kamchiliklaridan biri

issiqlik inersiyasining kattaligidir. Buning sababi: termobalon devorlari bilan uni

toldirgan gaz ortasidagi issiqlik almashish koeffitsiyentining kichikligi va

gazning otkazish qobiliyatining pastligi.

2.5.4. ermoqarshiliklar

ermoqarshiliklar xaroratni qarshilik termometrlari bilan olchash xarorat

ozgarishi bilan otkazgichlar qarshiligining ozgarish xususiyatiga asoslangan.

Demak, otkazgich yoki yarim otkazgichning omik qarshiligi uning xarorati

funksiyasidan iborat, yani R=f(t). Bu funksiyaning korinishi termometr qarshiligi

materialining xossalariga bogliq. Kopchilik toza metallarning elektr qarshiliklari

xarorat kotarilishi bilan ortadi, metall oksidlar (yarim otkazkichlar) ning

qarshiligi esa kamayadi. Qarshilik termometrini tayerlashda quyidagi talablarga

javob beruvchi toza metallar qollaniladi:

1. Metall olchanayotgan muxitda oksidlanmasligi va uning ximiyaviy tarkibi

ozgarmasligi kerak.

47

2. Metallning xarorat qarshilik koeffitsiyenti yetarli darajada katta va

stabillashgan bolishi lozim.

3. Qarshilik xarorat ozgarishi bilan togri yoki ravon egri chiziqli keskin

chetlanishlar va gisterezis xolatlarisiz ozgarishi kerak.

4. Solishtirma elektr qarshilik deyarli katta bolishi kerak. Malum xaroratlar

intervalida yuqoridagi talablarga platina, mis, nikel, temir, volfram kabi metallar

javob beradi.

Qarshilik termometrining issiqlik sezgir elementi diametri 0,05...0,07 mm ga

teng platina simdan (SP) yoki diametri 0,1mm ga teng toza mis elektrolit simdan

(SM) ishlanadi. Sanoat ishlab chiqaradigan platinali qarshilik termometrlari -200

0S dan + 650 0S gacha bolgan xaroratlarni olchashga moljallangan. Platina sim

(5.5-rasm) chetlari tishli slyuda plastinaga induksiyasiz (biflar) oraladi. Plastinaga

oralgan platina sim, uning izolyatsiyasi va mexanikaviy mustaxkamligini

taminlash uchun, ikki tarafidan slyuda qoplagichlar bilan berkitiladi. Uchala

slyuda detal (platina va koplagichlar) kumush lenta bilan paket hosil qilgan.

Misli qarshilik termometrlarini sanoatda -50 0S dan + 180 0S gacha

xaroratlarni olchash uchun chiqariladi. Standart misli qarshilik termometrining

emal simi bir necha qavat qilib silindr shaklidagi plastmassa sterjenga oraladi.

Sim lak bilan qoplangan.

2.15-rasm. ermoqarshilikning sezgirlik elementi.

48

2.6. Satx, bosim va burchak tezligi datchiklari

2.6.1. Satx datchiklari va ularning ish prinsiplari

Qishloq va suv xojaligida suyuqliq va maxsulotlar satxini aniqlash

maqsadida qalqovichli (pokakli yoki paplavkali) gidrostatik va elektrodli satx

datchiklari qollaniladi.

Qalqovichli datchiklar suyuqlik satxi ozgarishini qabul qiladigan

qalqovichdan va chiqish elektr signaliga ozgartiradigan elementdan tashkil topgan

boladi. Ozgartirgichlar sifatida aktiv yoki induktiv datchiklar ishlatiladi. 2.16, a -

rasmda potensiometrik ozgartirgichli qalqovichli satx datchigining sxemasi

korsatilgan. Yengil qalqovichli (1) bilan potensiometrik datchikning (3)

boglanishi blok (4) orqali otkazilgan tros (2) yordamida amalga oshiriladi.

Qalqovichning ogirligi yuk (5) bilan moslashtirib boriladi. Suyuqlik satxining xar

qanday ozgarishi satx olchov birligiga moslangan ikkilamchi olchov asbobidagi

(UA) kuchlanish ozgarishiga proporsional ravishda tasir qiladi. Qalqovichli satx

datchiklari suyuqlik satxining katta katta miqdorda ozgarishlarini olchash uchun

xizmat qiladi. Ularning asosiy kamchiligi qalqovichning xarakatlanib turishidir.

Gidrostatik datchiklarda suyuqlik satxini nazorat qilish maxsus silindrik

idishdagi suyuqlikning gidrostatik ogirligi ozgarishiga asoslangan boladi (2.16,

b-rasm). Suyuliq bosimi satxini (h) proporsional bolib, membranani (1) egilishga

tasir qiladi va maxsus komir ustun (2) yordamida elektr signalga ozgartiriladi.Bu

signalni satx birligiga mos ravishda olchov asbobi (P) yordamida olchab boriladi.

Qalqovichli (poplovikli) va gidrostatik datchiklar suyuqlikning satxi boyicha

emas, aslida uning massasi boyicha olchaydi, shuning uchun haroratning va

suyuqlik tarkibining ozgarishi natijasida olchov xatoliklari kelib chiqadi.

Elektrodli datchiklar suyuqlik ichiga tushiriladigan bir va bir necha

elektrodlardan tashkil topgan boladi. Bunday turdagi datchiklarda suyuqlik

satxining ozgarishi natijasida elektrodlar orasidagi muxitning aktiv va sigim

49

otkazuvchanligi ozgaradi. Suyuqlik muxitining aktiv otkazuvchanligi

ozgarishiga asoslangan elektrodli satx datchigining sxemasi 2.16, v-rasmda

keltirilgan.

a) b) v)

2.16-rasm. Qalqovichli (a), gidrostatik (b) va elektrodli (v) satx datchiklari.

Sochiluvchan maxsulotlarni, shu jumladan don maxsulotlarining satxini

nazorat qilish suyuqlik satxini nazorat qilishga nisbatan anchagina

murakkabrokdir, chunki bu maxsulotlar anchagina elektr qarshiligiga ega hamda

ular don bunkeri tolishi bilan gorizontal tekislik hosil qilmaydi. Bundan tashqari

bunkerlarni don bilan tolishida datchiklarning sezgirlik elementlari shikastlanishi

mumkin.

Don satxini elektrodli datchik yordamida nazorat qilishning prinsipial

sxemasi 2.17, b-rasmda keltirilgan. Bunday datchikning ishlash pritsipi

quyidagicha: elektrodlararo oraliqning (E) don bilan tulishi natijasida elektrodlar

orasidagi otkazuvchanlik oshadi, natijada gazorazryadli lampa (YeL) yonadi va

releni (R) ishga tushiradi hamda don uzatish liniyasiga signalni uzatadi. Sxemaga

R3 va R2 rezistorlardan tashkil topgan kuchlanish taqsimlagichi orqali 220 V

ozgaruvchan kuchlanish beriladi. Bunday datchiklar namligi 13 foizdan yuqori

bolgan donlar uchun qollaniladi.

50

2.17-rasm. Elektrodli satx datchigining prinsipial sxemasi.

RUS sath olchagichi elektr otkazuvchan va elektr

otkazmaydigan suyuqliklarning sathini uzluksiz ravishda uzoq masofadan

olchash va uni chiqishda ozgarmas tok signali korinishiga keltirish uchun

moljallangan.

Bu asbob agressiv va portlash hususiyatiga ega bolgan suyuqliklar

muhitida ham ishlashi mumkin. RUS sath olchagichi gidromelioratsiya

obektlarida texnologik jarayonlarni nazorat qilish va boshqarish,

shuningdek, ochiq kanallarda sath olchash datchigi sifatida ham qollaniladi.

RUS sath olchagichi melioratsiya sohasida keng qollanilayotgan

datchiklardan hisoblanadi, chunki bu asbob yordamida olingan chiqish

signali ozgarmas tok signaliga aylantirilib uni uzoq masofaga uzatish

imkonini beradi. Olingan tok signali statsionar ozgartkich orqali chastotaviy

yoki kodlashtirilgan signalga aylantirilib telemexanik sistema orqali

dispecher punktiga uzatilishi mumkin. Ye-832 ozgartkichi shunday

elementlardan biri hisoblanib, u ozgarmas tok signalini chastotaga aylantirib

beradi. Ushbu ozgartkich bilan laboratoriya ishini bajarayotganda tanishish

mumkin. Sath olchagich tarkibiga birlamchi ozgartkich (BO) va uzatuvchi

olchov ozgartgichi (OO) kiradi.

RUS qurilmasining tarkibiy tuzilish sxemasi 2.18 - rasmda korsatilgan.

Birlamchi ozgartkich (BO) quyidagi elementlardan tashkil topgan:

51

sigimli sezgir element I (yuqori karroziyaga qarshi xususiyatga ega bolgan

fotoplastik izolyatsiyali PNFD nikelli otkazgich), sigimli generator -

ozgartkich 3 kalibrli sigimlar batareyasi 2 va ozgarmas tok koprik

sxemasi (4) dan tashkil topgan elektron blok.

Sezgir elementning olchash uchun ajratilgan qismigacha bolgan

sigim quyidagicha aniqlanadi:

Sn=Son+kh/H (2.16)

bu yerda SON - olchov qismining boshlangich sigimi;

K proporsionallik koeffitsiyenti (sezgir elementning konstruksiyasi va

tekshirilayotgan muhit bilan xarakterlanadi);

h sathning ozgarayotgan qiymati;

H olchov diapazon;

Birlamchi ozgartkich tekshirilayotgan suyuqlik sathini ozgarishini

elektr sigimga (S) aylantirib songra yana bu signalni ozgarmas tokli

kuchlanishga ozgartirib berish uchun xizmat qiladi.

Uzatuvchi olchov ozgartkichi (OO) ozgarmas tok kuchaytirgichi 5 va

chiqish signalini bir meyorga keltiruvchi kuchaytirgich 6 dan tashkil topgan.

Bu ozgartkichning vazifasi:

h-sath olchagichning barcha qismlarini stabil ozgarmas kuchlanish bilan

taminlash;

H-qayta boglanish signalini hosil qilish;

- bir hil qiymatga ega bolgan ozgarmas tokning chiqish signalini hosil

qilish.

Sxemadagi qayta boglanish chiqishdagi tok signalining

olchanayotgan suyuqlikning sathiga nisbatan chiziqli boglanishini hosil

qiladi. Chiqish signalini bir myorga keltiruvchi 6 kuchaytirgichdan olingan

signal suyuqlik sathining h holatiga togri proporsional bolib, sath

korsatkichi hisoblanadi.

52

2.18-rasm. RUS sath olchagichining tarkibiy sxemasi

2.6.2. Bosim datchiklari

Qishloq va suv xojaligida qollaniladigan bosim datchiklarining turlari kop

bolib, ular suyuqlik va gazlar bosimini olchash uchun xizmat qiladi. Kopchilik

bosim datchiklarining ish prinsiplari bosim kuchini mexanik kuchlarga aylantirib

berish prinsipiga asoslangan boladi. Bunday datchiklarning qabul qiluvchi

elementlari olchanayotgan bosim tasirida boladi. Yuqori bosimlarni olchashda

bosim tasirida otkazgichning elektr qarshiligi ozgarishi xodisasiga asoslangan

datchiklar qollaniladi. Gazlarning kichik bosimlarini nazorat qiladigan

datchiklarda esa ularning issiqlik otkazuvchanligi, yumshoqligi, ionlanish darajasi

kabilar xisobga olinadi.

Qishloq va suv xojaligida mexanik qabul qilish elementiga ega bolgan

suyuqlikli, porshenli, membranali hamda silfonli datchiklar qollanilib kelinmoqda.

Suyuqlikli bosim datchiklarining U-shaklli (2.19, a-rasm), qongiroqchali

(2.19,b-rasm), gidrostatik (2.19,v-rasm), membranali (2.19, g-rasm), silfonli (2.19,

d-rasm), manometrik trubkali (2.19, ye-rasm) turlari mavjud.

U-shaklli suyuqlik datchiklarida bosimlar farqi F = F1 F2 suyuqlik ustuni

ogirligi bilan muvozanatlashadi:

F = h, (2.17)

Bu yerda, - suyuqlikning solishtirma ogirligi.

53

Qongiroqchali tizimlarda bosimlar farqi F = F1 F2 qongiroqchani

aralashuvini hosil qiladi va natijada F1 bosimni aniqlash imkoniyati tugiladi.

Gidostatik tizimlarda xalqali tarozili kameraning burilish burchagi bosimlar

farqi F = F1 F2 ga proporsional boladi.

2.19-rasm. Suyuqlikli bosim datchiklarining turlari:

a) U-shaklli; b) qongiroqchali; v) gidrostatik, g) membranali, d)

silfonli, ye) manometrik trubkali.

Suyuqlikli bosim datchiklari aniq va bir meyorda ishlashi bilan bir qatorda

ularning ekspluatatsion noqulayliklari (kichik oraliqlarda olchash sharoitlari,

faqatgina vertikal holatda ishlashi, katta olchamlarga ega bolganligi kabilar)

sababli oxirgi paytlarda ularni ornini takomillashgan datchiklar egallamoqda.

Membranali datchiklarda (2.19,a-rasm) elastik plastina (membrana) nazorat

qilinayotgan muxit bosimi tasirida boladi va kontaktli tizim bilan mustaxkam

boglangan shtokka tasir korsatadi. Bunday turdagi datchiklar sodda tuzilishi,

puxtaligi, olchovlarni yetarlicha aniqlik bilan olchashi sababli ularni qollash yil

sayin kopayib bormoqda.

Silfonli datchiklar (2.19,b-rasm) egiluvchan materialdan yasalgan

gofrirovanli yupqa devorli trubkadan tashkil topgan boladi. ashqi va ichki

bosimlar farqini unga tasir qilayotgan kuch hosil qiladi. Bu kuch tasirida

silfonning chozilishi va qisilishi hosil boladi. Silfonning bosh uchini siljishi

korsatkich strelkasi va xarakatlanuvchan kontaktlari orqali amalga oshiriladi.

54

2.6.3. Sarf datchiklari

Sarf datchiklarini qollashda turli xil fizikaviy prinsiplardan foydalaniladi.

Uzluksiz oquvchan suyuqliklar va gazlarning sarfini aniqlashning eng kop

tarqalgani drosselli qurilmalarda bosimning ozgarishi boyicha olchash usuli

hisoblanadi (2.20-rasm). Drosselli qurilmalar sifatida diafragmalar, sopla va

Venturi trubkalari qollaniladi.

Drossel-diafragmali suyuqlik datchiklarida (2.20,a-rasm) unga ornatilgan

trubkaning 1 ikkala tomonida 2 impulsli trubkalar joylashgan boladi. Rezistor R

suyuqlik bilan shuntlanadi, hamda bosim va tok ozgarishini proporsionalligini

taminlaydi. Ikkilamchi jihozdagi tok I u quyidagicha aniqlanadi:

Iu = a (P1 P2) = a P. (2.18)

2.20-rasm. Sarf datchiklari:

a) drossel-diafragmali; b) vertikal qanotli tezlik, v) spiral-qanotchali

Bosim ozgarishi R (N/m ) va sarf Q (m /s) orsidagi boglanish quyidagi

tenglik bilan ifodalanadi:

Q =s S0 g2,0

(2.19)

55

Bu yerda:Sp-diafragma teshigi yuzasi,m2; s sarf koeffitsiyenti;

-proporsionallik koeffitsiyenti; P-bosim ozgarishi N/m2; g-erkin tushish

tezlanishi,m/s2; -muxitning zichligi,kg/m3; Sarfni olchovchi tezlik datchiklari suv, suyuq yoqilgi, gaz va boshqa

moddalarni aniqlash schyotchiklarida qollanilib kelinmoqda.

Vertikal qanotli tezlik datchiklarida (2.20,b-rasm) ular orqali otadigan

suyuqlik vertushkani 2 aylanishiga sababchi boladi. Bunda oqim tezligiga

propotsional bolgan aylanish chastotasi quyidagicha boladi:

n = av = aQ/S, (2.20)

bu yerda a proporsionallik koeffitsiyenti, ayl./min;

v suyuqlik tezligigi,m/s

Q suyuqlik sarfi, m3/s;

S datchikning ishchi yuzasi, m2.

Spiral vertushkali datchiklar (2.20,v-rasm) suyuqlikni katta sarflarini

aniqlashda ishlatiladi. Bunday turdagi datchiklar boshqa turdagi datchiklardan

farqli olaroq truboprovodlarning notekis joylarida ham ishlash qobiliyatiga ega.

Spiral vertushkaning aylanish chastotasi n (ayl./s) sarfga Q (m /s) togri

proporsional va qanot qadamiga l (m) teskari proporsional boladi:

n = a Q / Sl. (2.21)

2.6.4. Burchak tezligi datchiklari

Burchak tezligi datchiklari asosan 3 guruhga bolinadi: mexanik, gidravlik

va elektrik.

Burchak tezligining mexanik markazdan qochma datchigining kinematik

sxemasi 2.21,a-rasmda korsatilgan. Bunda yuklanma 1 markazdan qochma kuch

Fs = amw r tasirida prujinani 2 siqadi va valning aylanishi boyicha 5 muftani 3

siljitadi. Muftaning siljishi induktiv ozgartirkichga uzatiladi va aylanish tezligi

hisoblanadi.

56

Datchikning sezgirligi quyidagicha aniqlanadi:

Kd = dFs/dw = 2amwr, (2.22)

bu yerda m - aylanayotgan yuklarning massasi; r - yuklarning aylanish

radiusi; w aylanish burchak tezligi.

Mexanik markazdan qochma datchiklar katta xatoliklarga ega va tezlikni

faqatgina kichik oraliqlarda olchashga moljallangan boladi.

Gidravlik datchiklar (2.21,b-rasm) asosan aylanish chastotasini proporsional

ravishda suyuqlik bosimga yoki sarf ozgarishiga aylantirib berish uchun hizmat

qiladi. Bunday turdagi datchiklar nasosdan 1, suyuqlik bosimi ozgarishini qabul

qiluvchi prujinali porshendan 2 hamda aylanish chastotasini ulab boradigan

shkalalardan tashkil topgan boladi. Bu turdagi datchiklarning amalda qollanilishi

ularning murakkab tuzilishi va olchovlarni yuqori darajada emasligi sababli

anchagina chegaralangan.

ozirgi davrda elektrik datchiklarning qollanilishi keskin ravishda kopayib

bormoqda. Bunday datchiklar odatda ozgarmas yoki ozgaruvchan tokli

mikrogeneratorlar (taxogeneratorlar) shaklida bajarilgan boladi.

a) b)

2.21-rasm. Mexanik (a) va gidravlik (b) burchak tezligi datchiklari.

Ularning chiqish kuchlanishi U aylanish chastotasiga proporsional boladi:

U = a w, (2.23)

bu yerda a proporsionallik koeffitsiyenti.

57

Datchikning sezgirligi esa quyidagicha ifodalanadi:

Kd = dU/dw. (2.24)

Chastotali elektrik tezlik datchiklari aylanish tezligini chastotaga yoki tok

va kuchlanish amplitudasiga ozgartirib beradi.

Vaqt-impulsli datchiklarida (2.22,a-rasm) elektr otkazuvchan qatlam bilan

qoplangan 2 izolyatsion barabanning 1 aylanishi natijasida chap yotka navbati

bilan elektr zanjirini qoshib va ochib turadi. Natijada impulslar hosil qilinadi va

ularni ikkilamchi asbob A yozib boradi. Impulslar soni quyidagicha topiladi:

N = a w, (2.25)

Bu yerda a proporsionallik koeffitsiyenti.

Datchikning sezgirligi (imp. s/rad) esa quyidagicha ifodaladi:

Kd = dN/dw. (2.26)

Vaqt-impulsli datchiklarining asosiy kamchiligi ularning

kontaklarini tez ishdan chiqib turishidir.

Induksion tezlik datchiklarida (2.22,b-rasm) ozgarmas magnitning 2

aylanishi natijasida cholgamda 2 ozgaruvchan (impulsli) kuchlanish hosil

qilinadi va u valning aylanish tezligiga proporsional boladi.

2.22-rasm. Elektrik tezlik datchiklari.

d) - vaqt -impulsli; ye va j) induksion.

58

2.7. Namlik datchiklari

2.7.1. Namlik korsatgichlari xaqida tushuncha

Maxsulotlar va muxit namliklari asosiy korsatgich bolib, ularni texnologik

jarayonlarni avtomatlashtirishda boshqarish va vaqti-vaqti bilan nazorat qilish va

olchab turish kerak boladi. Maxsulot tarkibidagi namligi asosan absolyut (I) va

nisbiy (U) namlik korsatgichlari bilan baholanadi.

Absolyut namlik quyidagicha ifodalanadi:

,%1000

= (2.27)

Bu yerda, M maxsulotdagi namlik massasi;

Mo- absolyut quruq maxsulot massasi.

Namlik esa quyidagicha aniqlanadi:

,%1000 +

= (2.28)

Nisbiy namlik: 10

= (2.29)

bu yerda ax xaqiqiy absolyut namlik; am maksimal absolyut namlik.

2.7.2. Namlik datchiklarining klassifikatsiyasi

va ish prinsiplari

Ish prinsipi boyicha elektrik namlik dachiklari elektrofizikaviy va

elektroparametrik turlariga bolinadi. Elektrofizikaviy datchiklar radiatsion va

magnitoyaderli rezonans dachiklarini oz ichiga oladi. Radiatsion dachiklarning ish

prinsipi nam muxitnig infraqizil nurlarni, yuqori chastotali elektromagnit

tebralishlarni, - nurlar va neytron nurlanishlarni qabul qilish darajasini olchashga

59

asoslangan boladi. Magnitoyaderli rezonans datchiklarining ish prinsipi esa

vodorod atomlari yadrosi va namlikning radiochastotali magnit maydonini qabul

qilishi prinsipida ishlaydi.

Elektroparametrik datchiklar konduktometrik, dielkometrik va gigrometrik

turlarga bolinadi. Konduktometrik datchiklar elektrokimyoviy ozgartirgichlar

tarkibiga kiradi va ishlash prinsipi muxitning elektr otkazuvchanligini ozgarishi

natijasida namlikni aniqlashga asoslangan boladi. Chiqish korsatgichi bolib

bunda muxit otkazuvchanligi hisoblanadi.

Dielkometrik datchiklar dielektrik singdiruvchanlik (E=2...10 - qattiq jismlar

uchun; E=81-suv uchun) yoki dielektrik isrof tangens burchagi qiymatlari boyicha

namlikni aniqlanadi.

Gigrometrik datchiklar elektronli ozgartirgichlar guruhiga mansub bolib,

ularning ishlash prinsipi qoshimcha gigroskopik zarrachalarning mexanik yoki

elektrik xarakteriskalarini ozgarishiga asoslangan boladi.

Qishloq xojaligi ishlab chiqarishida gazlar va xavo namliklari datchiklari

keng miqyosda qollaniladi. Ularning quyidagi turlari mavjud: gigrometrik

dilatometrik datchiklar - namlik tasirida chiziqli olchamlari ozgarishiga,

gigristorlar, elektropsixrometrlar, xarorat - muvozanatli va kondensatsion

datchiklar - qarshilik ozgarishiga hamda radioskopik va infraqizil datchiklar - gaz

va xavoning fizikaviy xususiyatlarini ozgarishiga asoslangan boladi.

avo namligini aniqlashning psixrometrik usuli quruq va suv bilan

namlangan ikki termometrlarni qollashga asoslangan boladi. Bu prinsipda

namlikni nazorat tizimi datchiklari-elektropsixrometrlar ishlaydi.

Elektropsixrometrning prinsipial sxemasi 2.23-rasmda keltirilgan.

Muvozanatsiz, koprikning ikki yelkasiga ikkita bir hil yarimotkazgichli

termorezistorlar ulangan bolib, ular gigroskopik keramik trubkaga joylashtiriladi.

Birlamchi trubkanig bir tomoni suvga tushuriladi, ikkinchi tomoni esa xavoda

turadi. Yani termorezistor (Rg) quruq trubkada joylashadi va uning xarorati xavo

xaroratiga teng boladi. Suv bilan namlanadigan ikkilamchi trubkadagi

termorezitorning (R n) qarshiligi namning parlanishiga boglik boladi va

60

buglanish jarayonida xaroratning kamayishi hisobiga uning qarshiligi nisbatan

yuqori boladi. avo namligi qanchalik kam bolsa, nam trupka sirtidan suvning

parlanishi tezroq boladi. Bunda Rk va Rn orasidagi farq katta boladi va

ozgartirgichdagi (U) chiqish signali kuchliroq boladi.

Rk Rk Ut R1 R2

2.23-rasm. Elektropsixrometrning prinsipial sxemasi.

Maxsulotlar namligini aniqlaydigan elektrik datchiklar konduktometrik

(muxitning elektr otkazuvchanligi ozgarishi), dielkometrik (dielektrik

singdiruvchanligi E ozgarishi), radioizotopli, elektroabsorbsionli, ultrotovush va

SVCh (ota yuqori chastotali) datchiklarga bolinadi.

Konduktometrik va dielkometrik datchiklar silindrik yoki tekis xavo

kondensatorlaridan yasalgan elektrodlardan yoki igolkali elektrodlardan ham

tashkil topgan boladi. Maxsulot kondensatorlar orasiga joylashtirib, uning namligi

aniqlanadi.

61

2.8. Generator datchiklari

Generator datchiklarida bevosita sezgir elementlar kirish signali (x) chiqish

signaliga (u) ozgartiriladi. Ushbu ozgartirish kirish signali energiyasi hisobiga

boladi va chiqish signali elektr yurituvchi kuch korinishida hosil boladi. Bu

turdagi datchiklar juda sodda tuzilgan boladi va qoshimcha energiya manbaisiga

ega bolishi shart emas.

Generator datchiklari induksion, fotoelektrik, pezoelektrik va termoelektrik

datchiklari (termoparalar) guruxiga bolinadi.

2.8.1. Induksion datchiklar

Induksion datchiklarning ish prinsipi elektromagnit induksiya qonuniga

asoslangan boladi, yani magnit oqimi ozgartirilayotgan konturda EYUK osil

boladi:

dtdWE 2= (2.30)

Induksion datchiklar 3 hil korinishga ega: 1. Cholgamli 2. Ferromagnit

detali xarakatlanuvchi 3. axogeneratorli

Induksion datchiklar qishloq va suv xojaligi sohasida keng qollaniladi.

Don orish kombayni bunkeri ogirligini induksion datchiklar orqali uzluksiz

nazorat qilish sxemasi 2.25-rasmda keltirilgan.

Uning ishlash prinsipi quyidagicha: Bunkerni (1) donni tolishi va uning

ogirligini ozgarishi natijasida prujina (2) siqiladi. Magnitlanmagan polat ozak

(3) ketma-ket ulangan cholgamlardan (W1 va W2 ) iborat galtak (4) ichida

xarakatlana boshlaydi. Bu ikkita cholgamlar koprik sxemaning (5) ikki qoshni

yelkasini tashkil etadi. Sxemadagi koprikning bitta diagonaliga olchov asbobi

ulangan, ikkinchisiga esa maxsus taminlash blokidan ozgaruvchan kuchlanish

uzatiladi.

62

2.24-rasm. Don orish kombayni bunkeri ogirligini induksion datchiklar orqali

uzluksiz nazorat qilish sxemasi

2.8.2. Fotoelektrik datchiklar

Fotoelektrik datchiklar guruxiga kiruvchi fotodiodlar va ventilli

fotoelementlarning ish prinsipi ichki fotoeffekt hodisasiga asoslangan boladi.

Ichki fotoelektrik effekt uruglik oqimi tasirida erkin elektronlar ozining

energetik holatini ozgartirib, moddaning ozida qolishi xodisasi bilan

xarakterlanadi. Bunda modda ichida kocha oladigan erkin zaryadlar hosil boladi.

Erkin zaryadlar modda ichida kochganda fotoelektr yurituvchi kuchlarni hosil

qiladi (ichki fotoeffektli fotoelementlar shu prinsipda qurilgan) yoki elektr

otkazuvchanlikni ozgartiradi (fotoqarshiliklar shu prinsipda qurilgan).

Ichki fotoeffektli fotoelementlar kopincha ventilli fotoelementlar deb

ataladi. Selenli fotoelementlar eng kop tarqalgan fotoelementlar hisoblanadi.

Selenli fotoelementning tuzilishi va sxemasi 2.25, a-rasmda, uning xarakteristikasi

esa 2.25, b-rasmda korsatilgan.

63

1 2 3 4

) )

2.25-rasm. Fotoelement va uning tavsifnomasi.

Element (2.25,a-rasm) yupqa oltin qatlami 1, berkituvchi qatlam 2, selenli

qatlam 3 va polat taglik 4 dan iborat. Selenning oltin bilan chegarasida berkituvchi

qatlam hosil boladi; bu qatlam detektorlik xususiyatiga ega bolib, yoruglik oqimi

bilan urib chiqarilgan elektronlarning orqaga qaytishiga imkon bermaydi.

Yoruglik oqimi oltin qatlamidan otib, ventilli fotoeffekt hosil qiladi, shunda

elektronlar yoritilgan qatlamdan yoritilmagan (izolyatsion berkituvchi qatlam bilan

ajratilgan) qatlamga otadi.

2.8.2.1. Fotorezistorlar

Fotorezistor yarim otkazgich fotoelektrik asbob bolib, bunda foto

otkazuvchanlik hodisasi qollaniladi, yani optik nurlanish tasirida yarim

otkazgichni elektr otkazuvchanligi ozgaradi. Fotorezistor tuzilishi quyidagi

rasmda korsatilgan.

2.26. rasm. Fotorezistorning tuzilishi va ulanish sxemasi.

64

1-plyonka yoki plastik 2-dielektrik material.

Asosiy kattaliklari:

IS i = , (2.31)

Qorongulik qarshiligi yoritilmagan fotorezistorlarning qarshiligi qiymati

teng diapazonga ega Rk =102109 Om;

Ishchi kuchlanishi ishchi kuchlanish qiymati fotorezistor olchamlariga

bogliq, yani elektronlar orasidagi masofaga bogliq ravishda 1-1000 V gacha

tanlanadi.

Shuni takidlash kerakki, fotorezistorlarning kattaliklari, tashqi muhit tasirida

ozgaradi. Fotorezistorlar afzalligi: yuqori sezgirligi, nurlanishning infraqizil

qismida qollash mumkinligi, olchamlari kichikligi va doimiy tok va

ozgaruvchan tok zanjirlarida qollash mumkinligi.

2.8.2.2. Fotodiodlar

Fotodiod deb yarim otkazgichli fotoelement asbob bolib, bitta elektron-

kovakli otishga va ikkita chiqishga egadir. Fotodiodlar ikki xil rejimda ishlashi

mumkin: 1) tashqi elektr energiya manbaisiz (fotogenerator rejimida); 2) tashqi

elektr energiya manbai yordamida (fotoozgartgich rejimida).

2.27. rasm. Diodning tuzilishi

65

2.8.2.3. Optoelektron asboblar

Optoelektron asbob deb elektr signalini optik signalga (nur energiyasi)

ozgartiruvchi, bu energiyani indekatorlarga yoki fotoelektrik ozgartkichlarga

uzatuvchi asboblarga aytiladi.

Kop tarqalgan optoelektron asboblardan biri optrondir. Optron nurlanish

manbasi va qabul qilgichdan tuzilgan boladi. Bu ikkalasi bir korpusga

joylashtirilgan va bir biri bilan optik va elektr bogliklikka ega boladi.

Elektron qurilmalarni optronlar aloqa elementi funksiyasini bajaradi, bunda

malumot optik nurlar orqali uzatiladi. Buning hisobiga galvanik boglanish

bolmaydi, va elektron uskunalarga salbiy tasir etuvchi qayta boglanishlar

bolmaydi.

2.28. rasm. Optronni tuzilishi.

1- Chiqishlar; .2 - Fotoqabul qilgich; 3-Korpus; 4-Optik muhit; 5-Svetodiod

Optronlar malumot toplash va saqlash qurilmalarida, registorlarda va

hisoblash texnikasi qurilmalarida qollaniladi.

Zamonaviy optoelektrnonlarda nur chiqaruvchi sifatida svetodiodlar, foto

qabul qilgich sifatida esa fotorezistorlar, fototiristorlar qollaniladi.

Qollanilgan foto qabul qilgich turiga qarab optronlar fotorezistorli,

fotodiodli, fototranzistorli va fototiristorlilarga bolinadi.

66

2.29.- rasm. Optronlarning shartli grafik belgilanishi

a) rezistorli; b) diodli; v) fototranzistorli g) fototiristorli

Fotoelektrik asboblarni belgilash tizimi: Fotoelektron asboblar xarf-sonli

kod bilan belgilanadi: - birinchi element xarflar; asbob guruxini bildiradi; fr

fotorezistorlar, fdfotodiodlar;

- ikkinchi element harflar asbobni tayyorlangan materialini korsatadi; GO

germaniy, GB germaniy, legirlangan brom; GZ germaniy legirlangan

oltingugurt bilan; GK germaniy kremniyli birikma; K-kremniy; KG kremniy

legirlangan geliyli; RG- arsenidli galliy va x.k.

- uchinchi element 001 dan 999 gacha sonlar ishlab chiqarish nomeri

- tortinchi element harf, yarim otkazgich fotoasboblar podgruppasini

belgilaydi; u-Unipolyar fotorezistor, B bipolyar fotorezistorlar, L kuchkili

fotodiodlar . Svsvlvn, FDGZ-001K fotodiod, germaniyli, legirlangan

oltingugurtli, ishlab chiqarilgan nomeri 001.

Optoelektronik datchiklar qishloq va suv xojaligida va sanoatda keng

qollanilib kelinmoqda. 2.30-rasmda yerga ishlov berish agregatini avtomatik

bajarishda osimliklar qatorini nazorat qilish fatodatchikning sxemasi keltirilgan.

2.30-rasm. Yerga ishlov berish agregatini avtomatik boshqarish tizimida

osimliklar qatorini fotodatchik yordamida nazorat qilish sxemasi:

1,2-yoruglik manbai, 3,4-fotoqarshilik ,

67

5,6-kuchaytirgichlar, 7,8-ijro mexanizmlari.

Ushbu datchik ishlov berish agregatining ikki tomonidan joylashtiriladi va

ular yoruglik manbasidan (1, 2), fatoqarshilikdan (3, 4), kuchayt