Электропневматический преобразователь
Преобразователи электрических сигналов
Начало координат — центральное положение сердечника.
Индуктивный преобразователь имеет преимущество, например, перед потенциометрическим преобразователем, поскольку в нем отсутствует трение и износ движущихся частей. Индуктивный преобразователь применяется для статических и динамических измерений.
Преимущество дифференциального выхода в системах типа ЛДТ состоит в том, что такие системы характеризуются большим выходным сигналом при равных смещениях, а также и уменьшенными вариациями выходного сигнала при изменениях температуры, магнитного поля, напряжения и частоты питания.
ЛДТ конструируются для работы при перемещениях сердечника от ±0,01 см до ±30 см.
Преобразователи электрических сигналов — вспомогательные устройства АСУ, осуществляющие эквивалентное преобразование сигнала: модуляцию, демодуляцию, а также аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования.
Преобразователи электрических сигналов как типовые элементы САУ выполняют функции согласующих устройств без изменения количества информации, содержащегося в преобразуемом сигнале. Основные технические требования, предъявляемые к преобразователям электрических сигналов: точность и стабильность преобразования, а также высокое быстродействие.
Модуляция — изменение по заданному закону во времени параметров, характеризующих какой-либо стационарный физический процесс, например, изменение по определенному закону амплитуды, частоты или фазы гармонического колебания для внесения в колебательный процесс требуемой информации.
5.4.4. Нормирующие преобразователи
Для преобразования выходных сигналов первичных измерительных преобразователей в унифицированные сигналы для взаимного согласования входящих в АСУ элементов, дистанционной передачи сигналов по каналам связи служат промежуточные <нормирующие) преобразователи с унифицированным выходным сигналом, представляющие собой конструктивно законченные изделия. Принципиальные схемы основных преобразователей, применяемых в СУ ХТП, разбираются ниже.
4.4.1. Токовые нормирующие преобразователи для термопар и датчиков ЭДС
Действие токового нормирующего преобразователя для термопар основано на статической автокомпенсации.
4.4.2. Токовые нормирующие преобразователи для термопреобразователей сопротивления
Электропневматический преобразователь (ЭПП) (рис. 26) преобразует непрерывный унифицированный сигнал постоянного тока в унифицированный пневматический сигнал. Входной токовый сигнал преобразователя, например,
= 0. 5 мА, а выходной пневматический сигнал преобразователя 
= 0,02. 0,1 МПа (0,2. 1 кгс/см 2 ). Принцип действия электропневматического преобразователя основан на преобразовании тока в пропорциональное усилие с помощью магнитоэлектрического устройства 2—3. Это усилие компенсируется со стороны пневматической системы: переменного дросселя типа сопло—заслонка /, снабженного сильфонной жесткой обратной связью 4.
Рис. 5.26. Упрощенная схема электропневмопреобразователя:
1 — преобразователь типа сопло—заслонка (переменный дроссель); 2— постоянный магнит; 3 — рычаге рамкой; 4— сильфон отрицательной обратной связи
Источник
Электропневматические преобразователи принцип действия
При создании комбинированных электропневматических Систем автоматического контроля, регулирования и управления применяют для получения непрерывных сигналов измерительной информации приборы с электрическими и пневматическими выходными сигналами. В этом случае для согласования рода энергии сигналов возникает необходимость применения электропневматических преобразователей для преобразования электрических сигналов постоянного тока в пневматический выходной сигнал. Для преобразования пневматических сигналов измерительной информации средств измерений в электрический выходной сигнал используются пневмоэлектрические преобразователи.
Электропневматические преобразователи. Рассмотрим в качестве примера устройство малогабаритного электропневматического преобразователя типа ЭПП-М. Этот преобразователь предназначен для пропорционального преобразования непрерывного
электрического сигнала постоянного тока 
в унифицированный пневматический сигнал 
Принципиальная схема электропневматического преобразователя типа ЭПП-М изображена на рис. 8-12-1. Входным устройством служит магнитоэлектрический силовой механизм, состоящий из магнитопровода 2, постоянного магнита 1 и рамки 3, укрепленной на рычаге 4 с точкой опоры 5. Индикатор рассогласования состоит из сопла 6 и шарика 7, контакт которого с соплом осуществляется по острой кромке. Устройство обратной связи 8 представляет собой силовой элемент типа сопло-шарик. Сопло имеет развитую цилиндрическую часть, и поэтому шарик работает как поршень. Пневматический усилитель 9 выполнен по схеме, показанной на рис. 8-10-2.
Рис. 8-12-1. Принципиальная схема устройства электро-пневматического преобразователя типа ЭПП-М.
Перемещение силового элемента обратной связи вдоль рычага обеспечивает перестройку диапазона преобразователя на ±50%. Начало диапазона преобразования при нулевом входном сигнале 
устанавливается с помощью пружины-корректора нуля 10.
Класс точности преобразователя 
Входное сопротивление не более 
Изменение выходного сигнала преобразователя, вызываемое изменением температуры окружающего воздуха от 
до любой температуры от 5 до 50°С на каждые 
не превышает значения, определяемого по формуле (8-11-1) при 
. Изменение выходного сигнала преобразователя, вызываемое изменением давления питания на ±10% номинального значения 
не превышает половины абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности.
Изменение выходного сигнала преобразователя, вызываемое влиянием внешнего магнитного поля напряженностью 
образованного как переменным током частотой 50 Гц, так и постоянным током при любом направлении поля, не превышает основной погрешности.
Приборостроительной промышленностью выпускаются и другие типы электропневматических преобразователей с силовой компенсацией.
Пневмоэлектрические преобразователи. Пневмоэлектрические преобразователи для непрерывных входных и выходных сигналов могут быть выполнены как преобразователи прямого действия и как преобразователи компенсационного типа, использующие дополнительный источник энергии. Преобразователи прямого действия обладают меньшей точностью по сравнению с преобразователями компенсационного типа, однако стоимость преобразователей компенсационного типа выше, чем прямого действия.
На рис. 8-12-2 приведена схема устройства пневмоэлектрического преобразователя прямого действия типа ППЭ-6. Он предназначен для пропорционального преобразования неперывного пневматического сигнала 
в электрический сигнал.
Рис. 8-12-2. Схема устройства пневмоэлектрическо-го преобразователя прямого действия типа ППЭ-6.
Преобразователь состоит из двух основных элементов: измерительного блока 1, воспринимающего входной пневматический сигнал 
и дифференциально-трансформаторного передающего преобразователя 6 (§ 8-4), преобразующего входное давление 
в электрический выходной сигнал. В измерительном блоке в качестве упругого чувствительного элемента используется сильфон 2, снабженный винтовой пружиной 10. Пружина нижним концом закреплена во втулке 13, а верхним — во втулке 9, которая одновременно служит для центрирования и регулирования пружины.
С дном сильфона связан шток 12, верхний конец которого соединен с рычагом 8. Осью рычага является упругий шарнир 3. При повороте рычага перемещается ролик
4, который закреплен на скобе 7, соединенной со штоком сердечника 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя. Для уменьшения температурной погрешности шток сильфона снабжен биметаллическим компенсатором 11. Для удобства наладки преобразователя предусмотрена возможность регулировки дайны штоком сильфона и сердечника.
Пневматический сигнал измерительной информации 
первичного прибора подводится к пневмоэлектрическому преобразователю через штуцер в герметически закрытый кожухом измерительный блок 1. Под действием давления сильфон сжимается, что вызывает пропорциональное перемещение штоков, а следовательно, и сердечника дифференциально-трансформаторногопреобразователя.
Основная погрешность преобразователя ППЭ-6, выраженная в процентах от максимального хода сердечника, не превышает 
Максимальное значение хода сердечника составляет 
Рассмотренный пневмоэлектрический преобразователь ППЭ-6 работает в комплекте с вторичными приборами дифференциальнотрансформаторной системы типа КИШ, КСД2 и др. Измерительные схемы дистанционной передачи с использованием дифференциальнотрансформаторных преобразователей рассмотрены в § 8-4.
В основу построения пневмоэлектрических преобразователей компенсационного типа положен принцип компенсации усилий. Преобразователи этого типа представляют собой измерительные устройства с отрицательной обратной связью, аналогичные рассмотренным выше,
Источник
Электропневматические позиционеры и преобразователи
Электропневматические позиционеры и электропневматические преобразователи используются для управления исполнительными пневматическими механизмами. Несмотря на то, что эти приборы имеют схожее название, они различны по выполняемым функциям. Но при этом в некоторых моделях пневмопроборов преобразователи функционально объединяют с позиционерами, что создает определенную путаницу.
Различия между позиционерами и преобразователями
Основная функция электрического преобразователя изначально заключается в преобразовании токового стандартного сигнала в пневматический. Это необходимо, чтобы осуществить управление исполнительным пневматическим механизмом. Так, ток стандартного значения 4-20мА прибор преобразует в пневмосигнал 0,2-10бар, либо в сигнал из другого диапазона, соответствующий имеющемуся давлению сжатого воздуха.
Электрический позиционер регулирует положение (позицию) подвижной части системы регулирующего клапана. Поскольку позиционер является регулятором, он, как и каждый подобный прибор, имеет:
- Задание. Это управляющий сигнал, который поступает от системы регулятора или управления.
- Параметр. Это положение штока клапана.
- Сигнал рассогласования. Этот параметр представляет собой разницу между сигналом управляющим и действительным местоположением штока.
- Выход, или сигнал управления. Это может быть либо давление сжатого воздуха, которое поступает в рабочую полость механизма, либо меняющееся усилие пружины тартрированного типа.
Все параметры направлены на объект регулирования, который представляет собой исполнительный механизм регулирующего пневмоклапана.
Принцип работы позиционера состоит в следующем: он изменяет выходное давление либо усилие, создаваемое тартрированной пружиной, тем самым обеспечивает положение штока клапана в соответствии управляющему сигналу. Для этого позиционер компенсирует усилия, которые действуют на подвижную систему клапана (это могут быть трения подвижных частей между собой, динамическое или статическое воздействие регулируемой среды).
Взаимосвязь позиционера и преобразователя
Если в исполнительном механизме используется клапан регулирующий, оснащенный пневматическим позиционером, но необходимо интегрировать этот регулирующий клапан в систему электронного управления, между позиционером и электронной системой необходимо установить преобразователь электропневматический.
Также использование преобразователя вместо позиционера также бывает необходимо в случае, когда невозможно или нежелательно использовать позиционеры. Например, в малоинерционных системах управления (при регулировании расхода жидкости) позиционеры ухудшают динамику протекающего процесса. Кроме того, эти приборы при значительных силах трения могут в таких системах вызвать высокую колебательность регулировочного процесса. Поэтому для обеспечения более благоприятного переходного процесса регулирования лучше использовать именно преобразователь.
Современные позиционеры интеллектуального типа кроме регулирования положения штока клапана способны выполнять несколько дополнительных функций, например, осуществлять автоматическую диагностику, настройку, моделирование и архивирование и ряд других. Правда, во многих системах эти функции не востребованы. В таком случае необходимо выбирать между преобразователем и аналоговым позиционером.
Кроме того, сегодня существуют такие конструкции электропневматических позиционеров, которые имеют встроенные функции преобразователей – объединенные модели. Таким образом, эти устройства способны существенно дополнить возможности регуляторов давления, оборудованных пневматическим приводом. Они исключают гистерезис и увеличивают быстродействие, точность поддержания параметров, при больших перепадах давления обеспечивают надежное закрытие клапана. Установка одного такого прибора избавляет от необходимости дополнительно комплектовать систему преобразователями или выбирать между двумя приборами.
Источник
