Теория

Устройства ввода и вывода информации

Для ввода в устройства автоматических измерений первичной информации и вывода переработанной информации применяют специальные технические средства. С их помощью осуществляют согласование и гальваническую развязку высоковольтных и сильноточных цепей и низковольтных и слаботочных цепей электронных схем.

Обычно в первичных цепях имеются импульсные помехи, наиболее часто возникающие в результате коммутационных процессов при переключении электромагнитных аппаратов (контакторов, электродвигателей и др.). Через входные и выходные узлы эти помехи могут проникать в электронное устройство и вызывать сбои в его работе и даже его разрушение вследствие повреждения (пробоя) транзисторов интегральных схем и других узлов и деталей устройства. Поэтому важнейшая функция входных и выходных устройств — предотвращение проникновения внешних помех в электронные схемы. Для этого применяют гальваническую развязку и обеспечивают возможно более слабые магнитные и емкостные связи между электронной схемой и цепями управления.

Как правило, гальваническую развязку и масштабирование измеряемых величин производят с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Измерительные трансформаторы переменного тока, подобно силовым трансформаторам, представляют собой сердечник из листового магнитомягкого материала с двумя или несколькими обмотками. Их основное назначение состоит в преобразовании (обычно уменьшении) значений измеряемых напряжений или токов в стандартные: напряжения 100 В (Изображение В) ; тока 5 А (реже 1 или 2,5 А). Помимо этого при измерениях на высоком напряжении трансформаторы обеспечивают безопасность обслуживания приборов на вторичной (низкой) стороне, т. е. гальваническую развязку. 

Трансформаторы высоких классов точности имеют сердечник из пермаллоя – материала с высокой магнитной проницаемостью. 

Первичная обмотка трансфоматора напряжения, зажимы которой обозначаются буквами А – Х (начало – конец), включается на фазное или междуфазное напряжение, а к зажимам вторичной обмотки, обозначаемым соответственно буквами а – х, подключаются вольтметры и входные высокоомные цепи других приборов и схем автоматики. Измерительный трансформатор напряжения работает в режиме близком к холостому ходу, а короткое замыкание его вторичной цепи является для трансформатора аварийным.

Первичная обмотка трансформатора тока, зажимы которой обозначаются буквами Л1 – Л2 (линия), включается в рассечку фазных проводов. Зажимы вторичной обмотки обозначаются буквами И1 – И2 (измерение). К ним подключаются амперметры, входные низкоомные цепи систем автоматики и последовательные входные цепи таких приборов, как ваттметры и счётчики электроэнергии. Измерительный трансформатор тока работает в режиме близком к короткому замыканию, а разрыв его вторичной цепи является для трансформатора аварийным.

В современной электронной технике для гальванической развязки цепей применяют оптроны. Оптрон — это элемент, состоящий из источника светового излучения и светоприёмника, собранные в одном корпусе. 

В качестве источников светового излучения применяют светодиоды.

В качестве приёмников светового излучения применяют фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры (рис.4.16). 

Промышленностью выпускается большое многообразие различных оптронов.

Сигналы, получаемые с выхода таких фотоприёмников, как фоторезисторы и фотодиоды, достаточно слабы и не могут быть использованы для непосредственного управления, например, логическими элементами, поэтому на их выходе применяют дополнительные усилители.

ИзображениеТекстовое поле

При использовании оптронных связей обеспечивается хорошая гальваническая развязка, практически отсутствует магнитная и емкостная связь.

Пермь Питер Пятигорск