Алғашқы механикалық түрлендіргіштер

Біз электр дабылдарын қалыптастыратын датчиктерді қарастырып жатырмыз, дегенмен, датчикті қандай да бір түрлендіруші электрлік емес параметрдің электр дабылына тікелей пайдалану мүмкін емес немесе мақсатты емес жағдайлар да болады. Ондай жағдайда бұл параметрді электрлік емес параметрге түрлендіретін аралық құрылғыны пайдаланады, бірақ ол электр сигналына әрі қарай түрленуге ыңғайлы.

Сызықтық жылжудың аралық түрлендіргіштері. Миллиметр үлесінен ондағын сантиметрге дейінгі диапазондағы сызықтық жылжулар электр дабылдарына жеткілікті түрде жеңіл өзгереді, бұл жайлы әрі қарай қарастырамыз. Дегенмен, шағын жылжудың нақты түрленуі тар жұмыс диапазонымен немесе бұл датчиктердің төмен сезгіштігімен жиі шектеледі, ал үлкен жылжуларда датчиктердің көлемі де үлкен болады.

Сонымен бірге, сызықтық жылжуды түрлендіретін қарапайым механикалық түрлендіргіштер де бар. Олар сағат түріндегі шағын жылжымалы индикаторларда пайдаланылады.

Бұрыштық жылжу (айналу) маңызды қасиеттерге ие: кез келген мәнге дейінгі бұрылыс бұрышының ұлғаюы датчик өлшемінің ұлғаюына алып келмейді, айналмалы дене өлшемімен байланысы жоқ. Бұрылыс бұрышы тек түрлендіргіш конструкциясымен шектеледі, және құрылғының өзгеріссіз өлшемі кезінде де өте кішкентай немесе өте үлкен болуы да мүмкін.

Сызықтық жылжудың бұрыштыққа өзгеруі кезінде тісті дөңгелекпен түйісетін тісті сызығы бар штоктың қолданылуы (4.1-сурет). Штоктың жылжуы кезінде тісті дөңгелектің х жылжуына шамалас а бұрышына бұрылуы болады. Сағат түріндегі индикаторларда әртүрлі тістері бар бір-бірімен тізбектеле байланысқан тісті дөңгелектерді пайдаланады, соның арқасында кішкене ғана орын алмастыру (мысалы, бірнеше жүз миллиметрге) тізбектегі соңғы тісті дөңгелекті. Бұрышқ қарай оншақты градусқа бұрылуына алып келеді.

Компютер тышқанының жылжуын түрлендіргіш осыған ұқсас жұмыс жасайды, бірақ онда штоктың орнына кішкене шар қолданылады, ол жоғарғы бетте жылжығанда өзіне сығымдалған бұрылыс бұрышы оптикалық датчигінің осьін айналдырады.

Шағын мөлшердегі мұндай түрлендіргіштер өте кең диапазонға ие, онда бір ғана кішкентай қателік сақталады (сағат түріндегі индикаторларда 0,01 мм.төмен). Бұл өз кезегінде өте аз және өте көп жылжуды нақты анықтау үшін бір түрлендіргішті пайдалануға мүмкіндік береді.

Күш пен қысымның аралық түрлендіргіштері. Қүш пен қысым денені деформаңиялауға қабілетті, яғни, оның формасы мен өлшемін өзгерте алады.

Егер деформация серпінді болса, яғни, әсер аяқталған соң бұрынғы қалыбы мен өлшеміне түссе, онда мұндай дене деформацияға қысым мен күшті түрлендіруші ретінде қолданылуы мүмкін, ол дене мүшесінің бұрыштық не сызықтық жылжуында көрінеді. Мұндай түрлендіргішті механикалық серпінді түрлендіргіштер деп атайды.

Мұндай түрдің қарапайым түрлендіруші күші — серіппе немесе өзек (стержень). Бұл түрлендіргіштерге күш салынады (рис. 4.2).

Күштің әсерінен серіппе созылады және қысылады және оның бекітілмегін ұшының жылжуы әрі қарай жылжыту датчиктері деп қарастырылатын электр сигналына айналуы мүмкін. Стержень де созылады және жиырылады, бірақ оның деформациясын, әдетте, өте аз болуына орай, оны әрі қарай жылжу датчигіне емес, деформацияға түрлендіруге пайдалану ыңғайлырақ, бұл өз кезегінде деформацияланған дененің жоғарғы бетінің өте аз жылжуын қабылдайды және оларды дабылға айналдырады.

Сұйықтық қысымының немесе газ қысымының түрлендіргіштері болып жарғақша қабында орналасқан толы ыдыс есептеледі, ол өзінің барлық жоғарғы қабатында қысымды сезеді (4.3, а суреті). Жарғақшаның майысуы ықпал жасау нәтижесі болады, яғни, деформация немесе жылжу датчигі арқылы артынан электр сигналына айналатын оның жоғарғы бетінің деформациясы.

Гофрленген ыдыстың қабырғасы қысымға байланысты деформацияланған элементтер болып саналады (мұндай ыдыс сильфон деп аталады) (4.3, б-сурет). Бұл жағдайда қысым қабырғаның сильфон қабына қарай сызықтық жылжумен созылуына алып келеді. Қысымның түрлену сезгіштігін ұшы дәнекерленген сильфонды шиыршық түтікпен алмастыру арқылы ұлғайтуға болады (4.3, в суреті).

4.3-сурет. Қысымды түрлендіргіштер:

б — сильфондық; в — құбырлы

Қысым күшімен түтік шиыршық осьін айналып тарқайды. Түтік соңының сызықтық және бұрыштық жылжуы шығыс шамасы бола алады.

Температураны аралық түрлендіргіштер. Температураны өлшеу кезінде оны сызықтық және бұрыштық жылжуға өзгертетін құрылғыны пайдаланады. Бұл үшін биметалдан жасалған жалпақ және шиыршық пружиналарды қолданады (4.4-сурет).

Рис. 4.4. Биметалды түрлендіргіштер: а — жалпақ; б — шиыршықты

Биметалл — бұл екіқабатты табақ (лист), оның қабаты температуралық кеңею коэффициентінің кеңеюімен бірден ерекшеленетін металл. Температура көтерілген кезде қабаттың біреуі екіншісіне қарағанда ұзарады. Қабат дәнекерленгендіктен пластинаның майысуы не шиыршықтың бұралуы мүмкін. Бұл түрлендіргіштің кіріс шамасы — температура, шығу шамасы — сызықтық және бұрыштық жылжулар. Бұл жағдайда деформация температураның өзгеруіне шамалас болады, яғни, түрлендіру қызметі сызықтық. Мүндай түрлендіргіштер электр үтігінің температурасын реттеген кезде немесе газ плитасының температура көрсеткішінде қолданылады.

1. 
   Сызықтық жылжудың аралық түрлендіргіштері туралы не білеміз?
   
2. 
   Механикалық серпінді түрлендіргіштер дегеніміз не?
   
3. 
   Күш пен қысымның аралық түрлендіргіштері туралы не білеміз?
   
4. 
   Температураны аралық түрлендіргіштер туралы не білеміз?
   
5. 
   Биметалл қандай металл?