Термобиметаллические датчики

Термобиметаллические датчики применяются как в сигнализирующих,

так и указывающих приборах импульсной системы.

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. Устройство термобиметаллических датчиков представлено на рис. 9.3, а, б и в.__ Термобиметаллические датчики: а — с плоским термобиметаллом; б— со спиралью; в — с фигурным термобиметаллом; 1 — корпус; 2 — термобиметалл; 3 — подвижный контакт; 4 — неподвижный контакт; 5 — нагревательная спираль

Датчики допускают регулировку температуры включения винтом перемещения неподвижных контактов. Термобиметаллический датчик указывающих приборов снабжен нагревательной спиралью, включенной последовательно с контактами датчика (рис. 9.3, в). 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 R 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. 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 перемещает 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. 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— термобиметалл со спиралью и подвижным контактом; 7 — регулятор; 8 —неподвижный контакт; 9 — подвижный контакт