Термобиметаллические датчики

Термобиметаллические датчики применяются как в сигнализирующих, так и указывающих приборах импульсной системы.

Рис. 9.2. Терморезистивный датчик ТМ100А:

а - конструкция; б - зависимость сопротивления от температуры; 1 - корпус: 2 - вывод, 3 - пружина; 4 - терморезистор

Основной частью термобиметаллического датчика является тонкая двух­слойная пластинка (термопара), выполненная из двух слоев металлов с разны­ми значениями температурного коэффициента линейного расширения, соеди­ненных методом плакирования. Активный слой имеет больший коэффициент линейного расширения и выполняется обычно из инвара, пассивный, с меньшим коэффициентом линейного расширения, - из хромоникелевой или молибдено­вой стали. При нагреве биметаллическая пластинка прогибается в сторону пас­сивного слоя тем сильнее, чем больше температура окружающей среды. При этом может замыкаться или размыкаться контактная пара, подвижный контакт которой закреплен на конце пластины.

Датчики допускают регулировку температуры включения винтом перемеще­ния неподвижных контактов. Термобиметаллический датчик указывающих при­боров снабжен нагревательной спиралью, включенной последовательно с кон­тактами датчика. Включение датчика зависит от суммарной темпе­ратуры окружающей среды и развиваемой нагреваемой спиралью, т.е. от вели­чины силы тока, протекаемого в спирали. Такие датчики применяются только с указателями импульсной системы.

Датчики давления.

Обязательным элементом датчика давления является мембрана - плоская или гофрированная пластина, выполненная из бронзы или какого-либо иного упругого материала, жестко зажатая по краям. Герметичная полость, располо­женная под мембраной, должна соединяться через штуцер с полостью измере­ния давления. В большинстве случаев мембрану снабжают жестким центром, на котором укрепляют устройство, связывающее мембрану с передающим ме­ханизмом. С изменением давления мембрана прогибается и ее жесткий центр перемещается. Связь перемещения жесткого центра h с величиной измеряемо­го давления Р, как показано на рис. 9.4, а, нелинейна, причем гофрированная мембрана при прочих равных условиях более чувствительна к изменению дав­ления, чем плоская. Отличие датчиков давления друг от друга в основном со­стоит в том, как в них перемещение жесткого центра преобразуется в электрический сигнал. Это зависит от системы измерения, в которой используется датчик. На рис. 9.4, б, изображен датчик давления масла, снабженный рео­статным датчиком. Толкатель,

закрепленный в жестком центре мембраны, че­рез качалку воздействует на ползунок реостата, который при этом поворачи­вается вокруг своей оси.

Возвратное движение ползунка происходит под действием пружины. Дрос­сель, запрессованный в штуцер датчика, создает большое сопротивление про­теканию масла и препятствует возникновению колебаний ползунка реостата при резком изменении давления. Ползунок соединен с массой датчика, и изме­нение сопротивления реостата происходит между его выводом и «массой».

В датчике импульсной системы (рис. 9.4, в) на жесткий центр мембраны опи­рается выступом упругая пластина с контактом, соединенным с «массой». Дру­гой контакт закреплен на плече П-образной биметаллической пластины, с на­витой на нем спиралью, один конец спирали приварен к пластине, другой соеди­нен через упругий токовод с выводом датчика.

Второе плечо П-образной биметаллической пластины закреплено на упругом держателе, положение которого можно изменить поворотом воздействующего на него регулятора. Это позволяет осуществлять настройку датчика, изменяя перво­начальное усилие прижатия контактов друг к другу. Изменение давления переме-

Рис. 9.4. Мембранные датчики давления:

а - зависимость перемещения жесткого центра мембраны h от давления Р; б - реостатный датчик; в - датчик импульсной системы; г - датчик

сигнализатора; 1 - штуцер; 2 - мембрана; 3 - реостат; 4 - ползунок; 5 - упругая пластина с неподвиж­ным контактом; 6 - термобиметвлл со спиралью и подвижным контактом; 7 - регулятор; 8 - неподвижный контакт; 9 - под­вижный контакт

щает жесткий центр мембраны, при этом меняется усилие прижатия контактов друг к другу и соответственно изменяется относительное время нахождения их в замкнутом состоянии.

Датчик сигнализатора аварийного давления (рис. 9.4, г) имеет простую конст­рукцию. На жесткий центр мембраны опирается рычаг выключателя, который и замыкает контакты, если давление превышает заданные пределы или, в зависи­мости от назначения датчика, если давление падает ниже допустимых пределов.