К генераторным датчикам относятся термопары, тахогенераторы и др.
ТЕРМОПАРЫ
Термопары относятся к датчикам, которые выполняют одновременно роль как измерительного элемента, так и преобразователя. Они применяются при регулировании высоких температур — в пределах 200—1300° С и выше.
На рис. 13, л показана схема устройства хромель-алюмелевой термопары, представляющей собой два электрода 1 и 2 из разных металлов, скрученных и сваренных на одном конце. Точка сварки 5 находится в изоляционном фарфоровом колпачке 4. Электроды изолированы между собой фарфоровыми бусами 3 и помещены в защитный чехол из углеродистой стали с головкой (на схеме не показана). Рабочий конец этого чехла сварен с наконечником из жароупорной стали. Внешний вид защитного чехла с головкой у термопар такой же, как и у термометров сопротивления (см. рис. 13, г). В головке датчика помещена пластмассовая панель с двумя клеммами, к которым подключены свободные концы электродов.
Рабочий конец термопары помещается в среду, температура которой регулируется. При нагревании рабочего спая 5 между электродами возникает термоэлектродвижущая сила, которая всегда пропорциональна температуре нагрева.
В зависимости от материалов электродов различают термопары платинородий-платиновые (тип ПП, предел длительного измерения 1300°С), хромель-копелевые (тип ХК, 600°С), хромель- алюмелевые (тип ХА, 1000°С) и др.
ТАХОГЕНЕРАТОРЫ
Тахогенераторы используются при регулировании скорости вращения валов различных машин. По устройству и принципу действия тахогенераторы представляют собой небольшие генераторы постоянного или переменного тока.
Вал рабочей машины механически соединяется с валом тахогенератора. При работе машины угловая скорость (входная величина) преобразуется в пропорциональную величину электродвижущей силы на выходе датчика.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ
На рис. 14 приведена принципиальная схема пневматического датчика (датчика разности давления ДМПК-100).
Этот прибор предназначен для измерения перепада давлений (расхода), уровня, давления жидких, парообразных и газообразных сред в пневматических САР.
Датчик представляет собой сопло 10, которое перекрывается заслонкой 9, закрепленной на свободном конце коромысла 8. Другой конец коромысла соединен со средней точкой мембранной коробки измерительного элемента 2 пластинчатой пружиной 3. Коромысло имеет гибкие опоры и выводится из камеры измерительного элемента при помощи металлической мембраны 4.
Принцип действия датчика следующий. Сжатый воздух давлением 137,3 кПа (1,4 кгс/см2) от специальной линии питания через пневматический усилитель 5 непрерывно подводится по
Рис. 14. Принципиальная схема устройства пневматического датчика разности давлений типа ДМПК-100.
трубке 11 к соплу 10 и удаляется в атмосферу. Давление в сопле 10 пропорционально расстоянию между ним и заслонкой 9. А так как это расстояние при работе датчика устанавливается перемещением средней точки мембранной коробки измерительного элемента 2, то давление воздуха в сопле 10 и трубке 11 прямо пропорционально измеряемому перепаду давлений p1—р2. Возникающее давление в трубке 11 усиливается в пневматическом усилителе 5 до 19,6—98,1 кПа (0,2—1 кгс/см2) и передается по импульсной трубке управляющему устройству пневматической системы регулирования.
Во избежание перерегулирования выходного сигнала давления воздуха в рассматриваемом устройстве имеется сильфон обратной связи 7. Сильфон всегда находится под воздействием выходного давления, передаваемого к нему по трубке 6, и развивает усилие, которое своевременно отводит заслонку от сопла, т. е. ослабляет или отключает действие входного сигнала (механического перемещения заслонки) в нужный момент. Благодаря этому пропорциональная зависимость между входным и выходным сигналами датчика не может нарушаться даже при резких изменениях регулируемого параметра.
В приборе предусмотрен корректор нуля 12 и два манометра 1, показывающие давление в линии питания прибора и на выходе из него.
Датчик ДМПК-100 выпускается на следующие пределы измерения: по перепаду давления от 0 до 133 кПа (от 0 до 1000 мм рт. ст.); по уровню от 0 до 10 м столба измеряемой жидкости; по давлению и разрежению от 0 до 61,8 кПа (от 0 до 6,3 м вод. ст.).
Пределы измерения изменяются перемещением сильфона обратной связи. Основная допустимая погрешность прибора не превышает 1 %.
Следует отметить, что преобразователи, основанные на использовании устройства «сопло — заслонка», являются основными в современной пневмоавтоматике. В пневматических приборах-датчиках, широко применяемых, в частности, в винодельческой промышленности, такого вида преобразователи установлены с некоторыми измерительными элементами температуры, давления и уровня.
