Электропневматические и пневмоэлектрические преобразователи

Часто используемой комбинацией в пневмоавтоматике является сочетание электронных контроллеров с пневматическими приводами. Электропневматические преобразователи в таких системах необходимы, чтобы преобразовывать электрические управляющие аналоговые сигналами в сигналы давления.

На рис. 7.14 дана схема электропневматического преобразователя, основанного на принципе балансировки усилий.

Рис. 7.14. Электропневматический преобразователь:

1 — электромагнитная катушка; 2 — рычаг-заслонка; 3 — ось; 4 — датчик

сопло-заслонка; 5 — пневмоусилитель; б — сильфон обратной связи

Увеличение управляющего электрического сигнала приводит к увеличению электромагнитной силы взаимодействия между электромагнитной катушкой и рычагом, выполненным из ферромагнитного материала. Поворачиваясь вокруг оси, рычаг-заслонка приближается к соплу датчика, на выходе которого происходит соответствующее увеличение давления. Оно усиливается на пневмоусилителе и идет на выход. Сильфон обратной связи, который связан с линией выхода, формирует компенсационное давление на рычаг-заслонку для балансировки усилий на преобразователе в статическом состоянии.

В результате выходное давление пропорционально входному управляющему электрическому сигналу.

Обычно входной сигнал находится в диапазоне от 4 до 20 мА, а выходной сигнал — в диапазоне от 0,2 до 1 бар.

Пневмоэлектрические преобразователи используются для преобразования управляющих сигналов давления в аналоговые электрические сигналы.

Схема пневмоэлектрического преобразователя приведена на рис. 7.15.

Рис. 7.15. Пневмоэлектрический преобразователь:

1 — сильфон; 2 — рычаг; 3 — ось; 4 — датчик перемещения; 5 — электроусилитель; б — электромагнитная катушка

Входной сигнал давления поступает на входной сильфон, который перемещает рычаг. Поворот рычага вокруг оси приводит к отклонению подвижного элемента датчика перемещения, например якоря в случае использования электромагнитного датчика перемещения. Выходной электрический сигнал с датчика, соответствующий отклонению, усиливается в электроусилителе и поступает на электромагнитную катушку. Она формирует усилие, уравновешивающее усилие на рычаг от входного давления. В результате выходной сигнал в статическом состоянии пропорционален давлению на входе.

Обычно пневмоэлектрические преобразователи имеют диапазон выходных напряжений от 15 до 30 В.