va ularning ish prinsiplari - Mexanizasiyalash muhandislar instituti milliy tadqiqot universiteti

va ularning ish prinsiplari.
Kullanish sohalari. Nazorat kiladigan kattaliklari
Induktiv datchiklari
Bu turdagi datchiklarni ishlashi harakatlanuvchi po‘lat o‘zakni siljishi oqibatida
unga o‘ralgan g‘altak induktiv qarshiligining o‘zgarishiga asoslangan.
4.1 - rasmda mahsulot qalinligini o‘lchash uchun mo‘ljallangan qurilma
ko‘rsatilgan.
4.1 - rasm. Siljish induktiv datchigi a), b) tavsifi, s) umumiy ko‘rinishi
Induktiv datchik bo‘laklar tomonidan o‘tkazilgan yarma 1, o‘rama 2 va yakor
(armatura) 3 dan iborat. O’rash 2ga Rn qarshilik o‘zgaruvchan tok yuk orqali
kuchlanish beriladi. Zanjirdagi tok quyidagicha belgilanadi:
54
𝐼 =
𝑈
√(𝑅
𝑛
+𝑟
𝑑
)
2
+(𝜔𝐿)
2
.
(4.1)
Bu erda
𝑟
𝑑
– drosselning aktiv qarshiligi; L-datchikning induktivligi.
Tutashmaning aktiv qarshiligi doimiy qiymat bo‘lgani uchun tokning o‘zgarishi
va faqat induktiv komponentining o‘zgarishi tufayli sodir bo‘lishi mumkin:
𝑋
𝐿
= 𝐼𝑅
𝑛
,
va havo bo‘shlig‘i δ qiymatiga bog‘liq.
Shunday qilib, δ ning har bir qiymati, datchikning chiqish signali bo‘lgan
qarshilik R
n
bo‘yicha kuchlanish tushishini hosil qiluvchi I ning ma’lum qiymatiga mos
keladi:
𝑈
𝑐ℎ𝑖𝑞
= 𝐼𝑅
𝑛
.
Fotoelektrik datchiklar
Fotoelektrik datchiklar avtomatik boshqarish tizimlarini eng ko‘p tarqalgan
elementlar
hisob
lanadi. Ular detall o‘lchamlarini, maxsulot qalinligini, yuzalarga
ishlov berish sifatini, rangini, ko‘rinishini, zichligini o‘lchaydigan qurilmalarda hamda
elektr yoritish vositalarini avtomatik o‘chirish va yoqishda, xavodagi tutun miqdorini
va suvni loyqaligini o‘lchovchi qurilmalarda, gaz analizatorlarida, maxsulot sifatini
aniqlashda, hisoblash qurilmalarida hamda hilma-xil himoya vositalarida qo‘llaniladi.
Fotoelektrik datchiklarda ko‘proq qabul qiluvchi organlar sifatida vakuumli
fotoelementlar,
fotorezistorlar,
fotodiodlar,
fototriodlar
fototiristorlar
va
svetodiodlarda qo‘llaniladi. Bunday datchiklarda ularni ishchi yuzasiga tutashgan
yorug‘lik oqimi asbobni elektr o‘tkazuvchanligini o‘zgarishiga olib keladi.
Fotoelement – shunday qurilmaki, unda yorug‘lik energiyasi elektr energiyasiga
aylantiriladi.
Qarshiligi yoritilganlikka bog‘liq bo‘lgan yarimo‘tkazgichli asbobga
fotorezistor deyiladi. Ular sulfit yoki selenit kadmiy asosida yaratiladi. Ularda
yoritilganlik ortsa qarshilik kamayadi. Fotorezistorlarni tuzulishi (a), shartli
belgilanishi (b, v), tavsifi (g), tokni turli kuchlanganlikda kuchlanishga bog‘liqligi (d)
va ulanish sxemasi (e) 4.2 - rasmda ko‘rsatilgan.
55
4.2 - rasm. Fotorezistor
a) 1-elektrodlar, 2-yarimo‘tkazgichli katlam, 3-dielektrik asos,
I
yo
– yorug‘lik toki, Ik- qorong‘ulik toki
Fotorezistorlarda yorug‘lik ta’sirida elektronlar soni ko‘payib elektr
o‘tkazuvchanlik ortadi. Yorug‘lik ta’sirida yarimo‘tkazgichni o‘tkazuvchanligini
ortishiga ichki fotoeffekt deb ataladi. Fototok
If
yorug‘lik toki
Iyo
va qorong‘ulik toki
Ik ayirmasiga teng, ya’ni
𝐼
𝑓
= 𝐼
𝑦𝑜
− 𝐼
𝑘
.
Fotodiod yarimo‘tkazgichli yorug‘lik energiyasini qabul qiluvchi qurilma
hisoblanadi va unda yorug‘lik ta’sirida elektr zaryadlarini tartibli harakati sodir bo‘ladi.
Fotodiodni ishlashi yorug‘lik ta’sirida P-n o‘tishdagi teskari tokni o‘sishiga
asoslangan. Fotodiodga manbaa kerak emas, chunki o‘zi tok generatori hisoblanadi va
u tok E ga proporsional.
P-n o‘tish yuzasi katta bo‘lgan va maxsus yorug‘lik energiyasidan elektr
energiyasi olish uchun mo‘ljallangan fotodiodga quyosh batareyalari deyiladi.
Fotodiodlar yasashda kremniy, germaniy, selenlardan foydalaniladi. Quyosh
elementlari koinot kemalarida elektr energiyasi manbai sifatida ishlatiladi. Fotodiod
tuzilishi va ulanishi 4.3-rasmda ko‘rsatilgan.
56
4.3. - rasm. Fotodiodni tuzilishi va ulanish sxemasi
Fototriodlar (fototranzistorlar) nurlanish energiyasi ta’sirida fototokni
kuchaytirish xususiyatiga ega. Uni fotodioddan afzalligi shundaki, uni ishini yorug‘lik
oqimi bilangina emas balki, bir vaqtda elektr signali orqali xam boshqarish mumkin.
Fototranzistorlarda P-n o‘tish – kolektor – baza fotodiodni anglatadi.
Fototranzistorni tuzilishi va ulanish sxemasi 4.4 - rasmda keltirilgan.
4.4 - rasm. Fototranzistorning ulanish sxemasi va tuzilishi
a) tuzilishi, b) ulanish sxemasi, c) shartli belgilanishi
Yorug‘lik ta’siri asosida elektron va teshiklar hosil bo‘ladi. Teshiklar asosning
noasosiy tashuvchilari bo‘ladi va manbaaning elektr maydoni ta’sirida kollektorli
o‘tishdan o‘tib, foton If ni hosil qiladi.
57
Elektronlar esa potensialli to‘siq kuchlanishini kamaytirib, teshiklarga
emitterdan asosga o‘tish imkoniyatini engillashtiradi. Bu esa fototokni kupaytiradi.
Fototranzistorlar fototelegrafda, fototelefonda va hisoblash texnikasida keng
qo‘llaniladi.
4.5 - rasm. Fototranzistorni manbaaga ulanishi
Fototiristor yoruglik bilan boshqariladigan R-n-P-n o‘tishli 4 qatlamli yarim
o‘tkazgichli asbobdir. Uch va undan ortiq R-n o‘tishga ega bo‘lgan nurlanishni
fotogalvanik qabul qiluvchi asbobga fototiristor deyiladi.
Yoruglik va boshqaruvchi tok yo‘qligida fototiristor yopiq bo‘ladi va undan
qorongulik toki o‘tadi. Yorug‘lik ta’sirida fototiristor qatlamlarida elektrik teshikli
juftlar hosil
bo‘ladi. Fototiristorning ulanish sxemasi va tavsifi 4.6 - rasmda keltirilgan.
4.6 - rasm. Fototiristorning ulanishi va tavsiflari
a) ulanishi, b) yoruglik tavsifi, v) volt-amper tavsifi,
g) boshqaruv tavsifi.
58
Fototiristorning tanasi oddiy tiristorning tanasiga o‘xshaydi. Tanasining bir
tomoniga yoruglik o‘tadigan darcha qilinadi. Darcha maxsus himoya
oynasi bilan
berkitiladi.
Svetodiod (yorug‘lik diodi) arsenit – fosfid – galiy asosida yasaladi. Svetodiod
orqali tok o‘tganda u o‘zidan yorug‘lik chiqaradi. Svetodiodni shartli belgilanishi va
ulanishi quyida 16-rasmda keltirilgan.
Bir necha milliamper tokda svetodiod aniq yiltiraydi. Yiltirash to‘g‘ri tokka
proporsional bo‘ladi. Shuning uchun ulardan yarimo‘tkazgichli asboblarda indikatsiya
elementi sifatida foydalaniladi. Mabodo bitta gilofga svetodiod (yorug‘lik tarqatuvchi)
va fotorezistor elementi (yorug‘lik qabul qiladigan), xolda masalan, fotorezistor
joylashtirilsa, zanjirlarni to‘la galvanik ajratgan xolda kirish tokini chiqish tokiga
aylantirish mumkin bo‘ladi.
4.7- rasm. a) Svetodiodni shartli belgilanishi b, c) va ulanishi sxemasi
Bunday optoelektrik elementlar optronlar deb ataladi. Optronlarda tokni uzatish
koeffitsiyent 0,1 dan bir-necha minggacha birlikni tashkil qiladi. Optronlarni shartli
belgilari 4.8 - rasmda keltirilgan.
4.8 - rasm. Optronlar
a) diodli, b) rezistorli, c) tranzistorli, d) tiristorli
|