Kontaktsiz va kontaktli datchiklarning tizim bilan bog’lanishini
Hisoblash
Datchiklarni oʻlchash xatoliklari va ularning sabablari, asosiy
kattaliklarini oʻrganish.
Haroratni o'lchash datchiklari va ularning turlarni oʻrganish.
A4 Bosim datchiklari va ularning turlari.
A5 Namlik datchiklari va ularning turlari.
A6 Sarfoʻlchagich datchiklar.
A7 Optoelektron datchiklar.
A8 Oʻlchash tizimlari yaratish.
1-Amaliy mashg’ulot. Kontaktsiz va kontaktli datchiklarning tizim bilan
bog’lanishini hisoblash.
Ishning maqsadi:Kontaktsiz va kontaktli datchiklarning tizim bilan
bog’lanishini hisoblash
Qisqacha nazariy ma’lumotlar:
Potensiometrik datchik - bu potensiometr sxemasiga bo‘ucha ulangan reostatni
tashkil etadi. Potensiometrik datchik mexanik harakatlarni reostat qarshiligidagi
o‘zgarishlarga aylantiradi. Potensiometrni hisoblash qarshiliklarni hisoblashga olib
keladi: o‘rash uchun karkasning o‘lchamlari, o‘rash simining diametri, oram‘ soni
va o‘rash qadami aniqlanadi.
2-masala. Termoelektrik datchiklarning ko‘rsatkichlarini aniqllang
Termoelektrik datchik - generator turidagi datchik. Termoelektrik datchik - bu
ikkita bir-biriga o‘xshamaydigan metallardan tashkil topgan zanjir. O‘tkazgichlar
termoelektrodlar, ulangan joyi birikma (spay), birikma (spay) qizdirilganda hosil
bo‘ladigan EYuK – termo EYuK deyiladi. Harorati doimiy ravishda saqlanib
turadigan birikma (spay) - sovuq, o‘lchanayotgan muhit bilan aloqa qiladigan
birikma (spay) - issiq deb nomlanadi. Termo EYuK kattaligi bo‘yicha issiq va sovuq
birikmalar (spaylar) orasidagi harorat farqi bilan o‘lchanadi, va agar sovuq birikma
(spay) harorati ma’lum bo‘lsa, u holda issiq birikma (sray) ni haroratini xam
aniqlash mumkin.
2-Amaliy mashg’ulot. Datchiklar o’lchash xatoliklari v a ularning sabablari,
asosiy kattaliklarini hisoblash
Ishdan maqsad: Datchiklar o’lchash xatoliklari va ularning sabablari, asosiy
kattaliklarini hisoblashni o’rganish.
Nazariy qism.
O‘lchash xatoliklarining tabaqalanishi
O‘lchash xatoligi – o‘lchash natijasini chinakam (haqiqiy) qiymatdan
chetlashuvini
(og‘ishuvini)
ifodalovchi
o‘lchashning
sifat
mezoni.
O‘lchash xatoliklari turli sabablarga ko‘ra turlicha ko‘rinishda namoyon
bo‘lishi mumkin. Bu sabablar qatoriga quyidagilarni kiritishimiz mumkin:
– o‘lchash vositasidan foydalanishda uni sozlashdan yoki sozlash darajasini
siljishidan kelib chiquvchi sabablar;
– o‘lchash obyektini o‘lchash joyiga (pozitsiyasiga) o‘rnatishdan kelib
chiquvchi sabablar;
– o‘lchash vositalarining zanjirida o‘lchash ma’lumotini olish, saqlash,
o‘zgartirish va tavsiya etish bilan bog‘liq sabablar;
– o‘lchash vositasi va ob’yektiga nisbatan tashqi ta’sirlar (harorat yoki
bosimning o‘zgarishi, elektr va magnit maydonlarining ta’siri, turli tebranishlar va
hokazolar)dan kelib chiquvchi sabablar;
– o‘lchash obyektning xususiyatlaridan kelib chiquvchi sabablar;
– operatorning malakasi va holatiga bog‘liq sabablar va shu kabilar.
O‘lchash xatoliklarini kelib chiqish sabablarini tahlil qilishda eng avvalo
o‘lchash natijasiga salmoqli ta’sir etuvchilarini aniqlash lozim bo‘ladi.
O‘lchash xatoliklari u yoki bu xususiyatiga ko‘ra quyida keltirilgan turlarga
bo‘linadi (1– rasm)
Statik xatoliklar – vaqt mobaynida kattalikning o‘zgarishiga bog‘liq
bo‘lmagan xatoliklar. O‘lchash vositalarining statik xatoligi shu vosita bilan
o‘zgarmas kattalikni o‘lchashda hosil bo‘ladi. Agar o‘lchash vositasining
pasportida statik sharoitlardagi o‘lchashning chegaraviy xatoliklari ko‘rsatilgan
bo‘lsa, u holda bu ma’lumotlar dinamik sharoitlardagi aniqlikni tavsiflashga
nisbatan tadbiq etila olmaydi.
Dinamik xatoliklar – o‘lchanayotgan kattalikning vaqt mobaynida
o‘zgarishiga bog‘liq bo‘lgan xatoliklar sanaladi. Dinamik xatoliklarning vujudga
kelishi o‘lchash vositalarining o‘lchash zanjiridagi tarkibiy elementlarning
inertsiyasi tufayli deb izohlanadi. Bunda o‘lchash zanjiridagi o‘zgarishlar oniy
tarzda emas, balki muayyan vaqt davomida amalga oshirilishi asosiy sabab bo‘ladi.
Asosiy xatolik deb, normal (graduirovka) sharoitda ishlatiladigan
asboblarida hosil bo‘ladigan xatolikka aytiladi. Normal sharoit deganda havo (atrof
– muhit) harorati 200С±50С, havo namligi 65%±15%, atmosfera bosimi (750±30)
mm s.u., ta’minlash kuchlanishi nominalidan ±2% o‘zgarishi mumkin va
boshqalar.
Agar asbob shu sharoitdan farqli bo‘lgan tashqi sharoitda ishlatilsa, hosil
bo‘ladigan xatolik qo‘shimcha xatolik deyiladi.
Muntazam xatolik deb, umumiy xatolikning takroriy o‘lchashlar
mobaynida muayyan qonuniyat asosida hosil bo‘ladigan, saqlanadigan yoki
o‘zgaradigan tashkil etuvchisiga aytiladi.
Yuqoridagilardan kelib chiqib, o‘lchash
xatolikni quyidagicha tasvirlashimiz mumkin.
natijasidagi
bo‘lgan
umumiy
Muntazam xatoliklarning kelib chiqish sabablari turli tuman bo‘lib, tahlil va
tekshiruv asosida ularni aniqlash va qisman yoki butkul bartaraf etish mumkin
bo‘ladi. Muntazam xatoliklarning asosiy guruhlari quyidagilar hisoblanadi:
– uslubiy xatoliklar;
– asbobiy (qurilmaviy) xatoliklar;
– subyektiv xatoliklar.
O‘lchash usulining nazariy jihatdan aniq assolanmaganligi natijasida uslubiy
xatolik kelib chiqadi.
O‘lchash vositalarining konstruktiv kamchiliklari tufayli kelib chiqadigan
xatolik asbobiy xatolik deb ataladi. Masalan: asbob shkalasining noto‘g‘ri
graduirovkalanishi, qo‘zg‘aluvchan qismining noto‘g‘ri mahkamlanishi va
hokazolar.
Asbobning (qurilmaning) xatoligi – asbobning noto‘g‘ri qo‘yilishidan yoki
uni ba’zi tashqi faktorlar ta’sirida ishlatilishidan kelib chiqadigan xatolikka
aytiladi.
Sub’ektiv xatolik – kuzatuvchining aybi bilan chiqadigan xatolikdir.
2. Muntazam xatoliklarni kamaytirish usullari
Umuman, muntazam xatolikni yo‘qotish yo‘li aniq ishlab chiqilmagan.
Lekin, shunga qaramay, muntazam xatolikni kamaytirishning ba’zi bir usullari
mavjud:
1. Xatoliklar chegarasini nazariy jihatdan baholash, bu uslub o‘lchash
uslubini, o‘lchash apparaturasining tavsiflarini, o‘lchash tenglamasini va o‘lchash
sharoitlarini tahlil qilishga asoslanadi. Masalan: o‘lchash asbobining parametrlari
va tekshirilayotgan zanjirning ish holatini bilgan holda biz uning tuzatmasini
(xatoligi) topishimiz mumkin. Xatolik, bunda, asbobning iste’mol qiluvchi
quvvatidan, o‘lchanayotgan kuchlanishning chastotasini oshishidan hosil bo‘lishi
mumkin.
2. Xatolikni o‘lchash natijalari bo‘yicha baholash. Bunda o‘lchash natijalari
har xil prinsipdagi usul va o‘lchash apparaturasidan olinadi. O‘lchash natijalari
orasidagi farq – muntazam xatolikni xarakterlaydi. Bu uslub yuqori aniqlikdagi
o‘lchashlarda ishlatiladi.
3. Har xil tavsiyalarga ega bo‘lgan, lekin bir xil fizikaviy printsipda
ishlaydigan vosita yordamida o‘lchash usuli. Bunda o‘lchash ko‘p marotaba
takrorlanib, o‘lchash natijalari muntazam statistika usuli yordamida ham ishlanadi.
4. O‘lchash apparaturasini ishlatishdan oldin sinovdan o‘tkazish. Bu usul
ham aniq o‘lchashlarda ishlatiladi.
5. Muntazam xatoliklarni keltirib chiqaruvchi sabablarni yo‘qotish usuli.
Masalan: tashqi muhit harorati o‘zgarmas qilib saqlansa, o‘lchash vositasini tashqi
maydon ta’siridan himoyalash maqsadida ekranlashtirilsa, manba kuchlanishi
turg‘unlashtirilsa (stabillashtirilsa).
6. Muntazam xatolikni yo‘qotishning maxsus usulini qo‘llash. Bu usul
nisbatan kengroq tarqalgan usullardan bo‘lib, o‘rin almashtirish, differensial usul,
simmetrik kuzatishlardagi xatoliklarni kompensatsiyalash usullari bunga misol
bo‘la oladi.
2-Amaliy mashg’ulot.Haroratni o'lchash datchiklari va ularning turlarni
oʻrganish.
Ishdan maqsad: Haroratni o'lchash datchiklarini oʻrganish.
Xaroratni o‘lchashni suyuqlikli, manometrik termometrlaridan farqli o‘laroq,
hozirgi zamon ishlab chiqarish korxonalarida texnologik jarayonlarni uzliksiz
nazorat qilish va boshqarish tizimida asosan quyidagi haroratlarni o‘lchash
datchiklari qo‘llanilmoqda:
- termoqarshilikli datchiklar;
- termoparalar;
- pirometrlar;
Bu datchiklar o‘zlarini ishlash prinsiplari, haroratni o‘lchash intervali va xatolik
darajasi bilan farqlanadi.
Termoqarshilikli datchiklarni termoqarshilikni aylantiruvchi qurilmasi ham deb
ataladi. Ularni ishlash prinsipi elektr o‘tkazuvchan materiallarni issiqlikdan elektr
qarshiliklarini ortishi fizik hodisasiga asoslangan.
1.13.Rasm. Sanoat termoqarshiliklari
Termoqarshilikni statik qarshiligini o‘zgarishini quyidagi formula bilan yozish
mumkin.
Rt = W· R0
(1.2.1)
Bu yerda
R0 – termoqarshilikni 0 0 S dagi qarshiligi
W – proporsionallik koeffitsienti bo‘lib moddani t 0 C qarshiligini 0 0 S dagi
qarshiligiga nisbatiga teng va qiymati maxsus jadvaldan olinadi.
Termoqarshilikni sezgirligi
S = dR/dt
(1.2.2)
ifoda bilan aniqlaniladi.
Termoqarshilikli datchiklarni sezuvchi elementi (asosiy haroratdan qarshiligi
o‘zgaruvchan qismi) quyidagi materiallardan tayyorlaniladi
- platinali(TSP) – platinadan
- misli(TSM) – misdan
- nikeli(TSN) – nikeldan.
Platinadan tayyorlangan termoqarshiliklarda qarshilikni haroratga bog‘liq ifodasi
quyidagicha:
Rt = R0 (1 + At + Bt2)
(1.2.3)
Ushbu ifodadan ko‘rinib turibdiki, qarshilikni haroratga bog‘liqligi chiziqli.
Misdan tayyorlangan termoqarshiliklarda qarshilikni haroratga bog‘liqli ifodasi
chiziqli bo‘lib, quyidagicha:
Rt = R0 (1 + bt )
(1.2.4)
Termoqarshiliklarni sezuvchi elementini 0 0 S dagi qarshiligi va W – proporsionallik
koeffitsienti(graduirovka koeffitsienti) o‘rtasidagi standart belgilanishlar quyidagi
1.2.1-jadval bilan beriladi:
1.2.1-jadval.
Termoqarshilik 0 0 S dagi
Nominal statistik xarakteristikalarini shartli
turi
qarshiligi,
belgilanishi
Om
MDX
Xalqaro
mamlakatlarida
W100=1,3850 W100=1,3910
1
1 P Pt 1
Ptґ 1
platinali(TSP)
10
10 P Pt 10
Ptґ 10
50
50 P Pt 50
Ptґ 50
100
100 P Pt 100
Ptґ 100
500
500 P Pt 500
Ptґ 500
W100=1,4260 W100=1,42800
10
10 M Cu 10
Cuґ 10
misli(TSM)
50
50 M Cu 50
Cuґ 50
100
100 M Cu 100
Cuґ 100
nikelli(TSN)
100
100 N
Ni 100
Ishlab chiqarishda qo‘llanilayotgan termoqarshiliklarni o‘lchash oraliqlari va
o‘lchashdagi xatoliklari quyidagi jadvalda keltirilgan:
1.2.2-jadval.
Termoqarshilik nomi
TSM 50M W100=1,4260
TSM 50M W100=1,4280
TSM 100M W100=1,4260
TSM 100M W100=1,4280
TSP 50P W100 =1,3850
TSP 50P W100 =1,3910
TSP 100P W100 =1,3850
TSP 100P W100 =1,3910
TSN 100N
O‘lchash oralig‘i
-50 0S…+ 200 0S
-190 0S…+ 200 0S
-50 0S…+ 200 0S
-190 0S…+ 200 0S
-200 0S…+ 750 0S
-200 0S…+ 750 0S
-200 0S…+ 750 0S
-200 0S…+ 750 0S
-600S…+ 180 0S
Absolyut
xatoligi
0,10S
0,10S
0,10S
0,10S
0,10S
0,10S
0,10S
0,10S
0,10S
Keltirilgan
nisbiy xatoligi
0,25%
Termoqarshiliklarni davlat standarti bo‘yicha o‘zini graduirovka jadvali
bo‘lib, ulardan o‘tayotgan tokni maksimal qiymati 5 mA dan ortmaydi. Ularni
kalibrovkalashda mos graduirovka jadvallaridan foydalaniladi.
Termodatchiklar yordamida har qanday muhitni haroratsini aniqlash mumkin,
Datchikni sezuvchi qismi maxsus metall trubkaga germetik maxkamlangan. Namlik,
zararli muhit sezuvchan qismiga ta’sir ko‘rsata olmaydi. Metall trubkaning uzunligi,
diametr o‘lchami, maxkamlash qismi va shakli foydlanish joyi va sharoitiga qarab
tayyorlanadi.
Termoqarshilikni sezuvchi qismi turli markadagilariniki turlicha formada
tayyorlanadi. Platinadan tayyorlangan termoqarshilikni sezuvchi elementi rasmda
ko‘rsatilgan.
1.14. Расм. Платинли сезгир элемент
1-платина сим, 2- керамика изолятор, 3-покошокли изолятор, 4-чикишлар, 5жойлаштирувчи идиш, 6- метал қобиқ
Haroratni o‘lchash jarayonida datchikdan ikkilamchi qurilmagacha bo‘lgan
ulanish simlarini qarshiligini va bu linyaning qarshiligini muhit haroratsiga qarab
o‘zgarishini o‘lchash tizimidagi ta’sirini yo‘qotish maqsadida uch simli ulash
sxemasidan foydalanish mumkin. Odatda bu usuldan faqat datchik bilan ikkilamchi
o‘lchash qurilmasi orasidagi masofa yetarli darajada uzoq (50 – 100 m) bo‘lganda
foydalaniladi.
1.15. Расм. Мисли сезгир элемент а) – каркасли, 1- урам, 2- каркас, 3- лакли катлам, 4химоя кобиги, 5- чикишлар
б)- каркассиз, 1- урам, 2- фторопласт катлам, 3-химоя кобиги, 4- изоляция порошоги,
5- чикишлар
Elektr sxemalarida ikki simli va uch simli ulanish quyidagicha beriladi:
Misol uchun, DTS045 – 100P.V3.120.MG ko‘rinishida ifodalanishi
termoqarshilik datchigi standart bitta sezuvchi elementli, platinali, 100 Om
qarshilikli, konstruktiv o‘lchovlari 045 markali, aniqlik klassi V, ichki sxemasi uch
simli, montaj qismini uzunligi 120 mm, datchikni ulanish kallagi metalldan.
1.16.Расм. Термокаршилик датчиги
1- сезувчи элемент, 2- ҳимоя арматураси, 3- чиқишлар, 4- изоляция, 5- герметик, 6каллак, 7- клеммник, 8- қатиргичлар, 9- кабел сими, 10- кабель, 11- гайка
Termoqarshilik datchiklarini dunyodagi juda ko‘p kompaniyalar ishlab chiqaradi.
Ular bir standartda bo‘lib, markasini ifodalanishi turlicha. Misol uchun «OVEN»
kompaniyasi ishlab chiqarilayotgan termoqarshiliklar markasida quyidagi
informatsiyalar ifodalangan.:
X DTS XX5 – X . X.X .X . XX
Датчикдаги
сезувчи
элементлар
сони
1-Стандарт
2-буюртма
Датчикни
жадвалда
берилган
конструктив
ўлчовлари
Датчикни
номинал
характеристика
си
50М-стандарт
50П-стандарт
Датчикни уланиш
каллаги
материали
пластмассастандарт,
Датчикни монтаж
кисми узунлиги,
мм
Датчикни ички
уланиш схемаси
2-икки симли
3-икки симли
4-икки симли
Аниқлик класси
А, В, С
Ishlab chiqarishda -50 0S…+ 200 0S uzliksiz haroratni nazorat qilish uchun asosan
termoqarshiliklardan foydalaniladi.
4-Amaliy mashg’ulot.Bosim datchiklari va ularning turlari.
Ishdan maqsad: Pezoelektrik bosim datchiklari, Vakiummanometr, Manometr
harakteristikalarini oʻrganish.
Texnologik jarayonlarni borishidagi bosim va bosim pasayishlarini manometr,
vakiummetr va vakiummanometrlardan foydalanib o‘lchanadi. Ular o‘zlarini ishlash
prinsiplariga qarab suyuqlikli, deformatsion, yuk-porshenli va elektrik bo‘lishi
mumkin.
Manometr bu absolyut bosim (Rabs) bilan barometrik bosim (Rbar) o‘rtasidagi
farq, ortiqcha bosim (Rort) ni Rabs ≥ Rbar bo‘lgan holatni o‘lchaydigan qurilma.
Vakiummetr bu absolyut bosim (Rabs) bilan
barometrik bosim (Rbar)
o‘rtasidagi farq, ortiqcha bosim (Rort) ni Rabs ≤ Rbar bo‘lgan holatni o‘lchaydigan
qurilma.
Vakiummanometr esa ikkala holatda ham bosimni o‘lchashga mo‘ljallangan
qurilmadir.
Bosim fizik kattalik bo‘lib, u bir jismni ikkinchi bir jism sirtini yuza birligiga
ta’sir etuvchi kuchdir. Gaz va suyuqliklar ma’lum idishlarda tutib turilganligi va
harakatda bo‘lganligi sababli ularni ta’sir kuchi idishni hamma qismiga bo‘ladi.
Bosim kattaligi gaz yoki suyuqlikni tashkil etuvchi zarralarni ichki energiyasini
xarakterlaydi. Bosimni SI sistemasidagi o‘lchov birligi Paskal bo‘lib 1Pa = 1N/m2.
Pa ga karrali bo‘lgan birliklar bilan bir qatorda kgs/sm2, kgs/m2 birliklar ham
ishlatiladi . .
Absolyut bosim deyilganda gaz yoki suyuqlikni to‘la bosim tushiniladi.
Barometrik bosim esa bu atmosfera bosimidir.
Suyuqlili va deformatsion bosim o‘lchash vositalari asosan texnik o‘lchash
vositalari hisoblanib, ko‘p xollarda statik protsesslarni bosimini o‘lchashda
foydalaniladi. Ulardan boshqa manometrlarni kalibrovkalashda namunaviy o‘lchov
vositasi sifatida ham qo‘llaniladi. Yuk –porshenli bosim o‘lchash qurilmasi asosan
namunaviy o‘lchash vositasi sifatida ishlatilishidan tashqari, bosimni etalloni
sifatida ham qo‘llaniladi.
Hozirgii zamon ishlab chiqarish korxonalarida texnologik jarayonlarni uzliksiz
nazorat qilishda va texnologik jarayonlarni avtomatik boshqarish tizimlarida asosan
elektron (elektrik) bosim datchiklaridan foydalaniladi. Ular quyidagilar:
P’ezoelektrik;
Tenzorezistorli;
Sig‘imlmli;
Rezonansli;
Induksion;
Ionizatsion.
Pezoelektrik bosim datchiklari. kristallarni ma’lum uni ostida bosim berilganida
karama qarshi tomonlarida zaryad to‘planish hodisasiga asoslangan.
1.25. Расм. Пьезоэлектрик босим датчиги схемаси. 1менбрана, 2- кварц, 3- металл қатлам.
1.25. Rasmda p’ezoelektrik bosim datchigi sxemasi keltirilgan. R bosim 1
menbrana orqali 3- kvarsga ta’sir etib, uni deformatsiyalaydi. Natijada, pezoelektrik
fizik hodisaga asosan. Z metal qatlamlarda turlicha ishorali zaryadlar hosil bo‘ladi.
Xosil bo‘layotgan zaryadni quyidagicha ifodalash mumkin:
Q = kF = kPS
(1.3.1)
bu yerda k – pezoelektrik doiymisi Kl/N, R - ta’sir etuvchi bosim.
Datchik chiqishidagi kuchlanish
u = Q/C
(1.3.2)
ifodasi bilan aniqlanadi. Bu yerda C – o‘lchash zanjiridagi umumiy sig‘im.
Kvars boshqa p’ezoxususiyatlarga ega bo‘lgan segnetoelektriklar ichida
mexanik jihatdan mustaxkam va qattiqligiga ega bo‘lgani uchun menbranani qattiq
deformatsiyalanishiga yo‘l qo‘ymaydi. Bu esa pezoelektrik effektni uzatilishini
kechiktirmaydi. Shuning uchun bunday pezoelektrik datchiklarni yuqori chastotali
tebranishlarni aniqlashda ham ishlatish imkonini beradi. Kvarsni p’ezoelektrik
doiymisi 2·10-12 K/N teng bo‘lib, haroratga kam bog‘liqligi yuqori haroratli
jarayonlarda bosim datchigi sifatida qo‘llanilanishiga olib keladi.
1.26. Rasm. Tenzoqarshilikli bosim o‘lchash datchigining o‘rnatilish sxemasi
Quyidagi 1.27-rasmda esa tenzoqarshilikli bosim o‘lchash datchigining
o‘rnatilish sxemasining MATLAB dasturida yaratilgan modeli berilgan. Bu model
orqali tenzoqarshilikli bosim o‘lchash datchigining deyarli barcha rejimlardagi
parametrlarini ko‘rish imkoni mavjuddir.
1.27. Расм. Тензоқаршиликли босим ўлчаш датчигини ўрнатилиш
схемаси
Rossiyaning asosiy bosim datchiklarini ishlab chiqaruvchi firmalarida
tenzoqarshilik «sapfirga kremniy» strukturasi ko‘rinishida, avtomatlashtirish
qurilmalarini ishlab chiqarishda dunyoda ikkinchi reytingda turuvchi Siemens
firmasida «kremniyga kremniy» strukturasida ishlab chiqilmoqda.
2
1
1.28. Расм. Плёнкали
тензоқаршилик
1- плёнка олинадиган асос, 2- плёнка
Ko‘p adabiyotlarda tenzoqarshilikli bosim datchiklarini asosiy elementini
tashkil etuvchi «tenzoqarshilik»ni «tenzoaylantiruvchi» deb ham atalmoqda.
1.29. Расм. «Сапфир-22» маркасидаги босим датчиги схематик тузилиши.
а) 1- тензокаршилик, 2- электрон блок. б) 1,2- менбрана, 3- кучни узатувчи ричаг, 4тензокаршилик, 5- электрон блок.
Tenzoqarshilikli bosim datchiklarida datchikka ta’sir etuvchi qismi ikki xil
bo‘lishi mumkin. Bevosita bosim ta’sir etishi mumkin yoki natijaviy kuch richag
orqali uzatilishi mumkin. Bosim bevosita ta’sir etuvchi tenzoqarshilikli bosim
datchiklarida o‘lchash intervali aniq belgilanadi. Bu oraliqnni qayta boshqa oralkni
o‘lchash uchun sozlab bo‘lmaydi. Ikkinchi tur, ta’sir richag orqali kuch ta’sirida
uzatiladigan tenzoqarshilikli bosim datchiklarida o‘lchash oraliqlarini ma’lim
oraliqlarga qayta sozlash mumkin. Qayta sozlash datchikni elektron blokida
joylashgan kalitlar orqali yoki agar tenzoqarshilikli bosim datchigi mikroprotsessorli
bo‘lsa maxsus programmator orqali amalga oshiriladi. Misol uchun «Sapfir-22M-
DI» tenzoqarshilikli ortiqcha bosimni o‘lchash datchigini «2050» modelini quyidagi
intervallardagi ortiqcha bosimni o‘lchashga sozlash mumkin:
0 dan 0,4 mPa gacha;
0 dan 0,6 mPa gacha;
0 dan 1,0 mPa gacha;
0 dan 1,6 mPa gacha;
0 dan 2,5 mPa gacha.
O‘lchash oraliqlarini tanlashda texnologik jarayondagi o‘lchanayotgan
joydagi maksimal bosimga qaraladi. Agar maksimal bosim kichikroq bo‘lsada,
tenzoqarshilikli bosim datchigini kattaroq oraliqga sozlansa, o‘lchash aniqligi
kamayadi. Chunki o‘lchashdagi birlik o‘lcham kattalashib ketadi. Shuning uchun
tanlanayotgan tenzoqarshilikli bosim datchigini o‘lchash intervali texnologik
jarayon boosimini o‘zgarish intervaliga mos bo‘lishi kerak.
Texnologik jarayonlarni avtomatik boshqarish tizimlarida keng
qo‘llanilayotgan Rossiya kompaniyalarida ishlab chiqarilayotgan «Sapfir-22M»
bosim aylantirish datchigiga kengroq to‘xtalib o‘tamiz. Bu bosim datchigi normal
va agressiv muhitlarni quyida keltirilgan bosim turlarini o‘lchab masofaga
keltirilgan elektr signali ko‘rinishida uzatuvchi qurilmadir:
«Sapfir-22M- DA» absolyut bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DI» ortiqcha bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DV» bosim kamayishi(razryajeniya)ni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DIV» ortiqcha - kamaygan bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DD» bosim farqini o‘lchash datchigi.
«Sapfir-22M» bosim datchigi (1.30-rasm) qo‘llanilayotgan o‘lchash
tizimidagi ikkilamchi o‘lchov vositasi keltirilgan elektr signallari 0÷5 mA, 4÷20
mA, 0÷20 mA, doimiy toklarini kiruvchi signal sifatida qabul qila olishi kerak.
Bosim datchigi o‘zini markasiga qarab, 36 V yoki 24 V li stabillashtirilgan doimiy
tok manbai bilan birga ishlatiladi.
Tenzoqarshilikli bosimni aylantiruvchi qurilmalarida asosiy qismlaridan biri
elektron blokdir. Uning vazifasi deformatsiya ostida sezuvchi elementni qarshiligini
o‘zgarishini kalibrovkada keltirilgan bosimga mos chiqish elektr signalini tashkil
etishdir.
Bosim datchigini yuqorida aytib o‘tilgan intervallarga sozlash uchun XV5, XV6,
XV7 kalitlaridan va 11, 12 korrektorlaridan foydalaniladi. Bu qismlarga kirish
uchun bosim datchigiga asosiy qopqoqlari ochilib 10 chi qopqoq ham olinadi.
Kalitlarni o‘rnatilishi va korrektorlardan foydalanish ketma-ketligi datchikni
pasportida yoki instruksiyasida ko‘rsatiladi.
«Sapfir-22M» bosim datchigi ikkilamchi o‘lchash vositasiga ikki xil usulda
ulanishi mumkin, 4 simli yoki ikki simli.
1-simli ulanishda bosim datchigiga tok manbai klemmnikni 1,2 nuqtalarga
ulanib, chiqish signali klemmnikni 3, 4 nuqtalardan tok kuchi ko‘rinishida olinadi.
2- simli ulanishda klemmnikni 3, 4 chi nuqtalar o‘zaro tutashtirilib, tok manbai va
yuklama, ya’ni ikkilamchi o‘lchash vositasi klemmnikni 1, 2 nuqtalarga ulanadi. Bu
turdagi bosim datchiklari o‘zlarini standart doimiy tok manbalari 22BP-36 bilan
birga qo‘llaniladi. 22BP-36 doimiy tok manbai stabillashgan 36 V kuchlanishga
ega bo‘lib, 1, 2, 4, 6 kanalli bo‘ladi. 6- kanalli tok manbaiga bir vaqtni o‘zida 6
tagacha bosim datchigi ulanishi mumkin.
1.30. Расм. «Сапфир-22М» босим датчиги электрон блоки.
1- клеммник, 2- экранни улаш жойи, 4- копкок, 5,7,9 – электрон платалар,- 8беркитувчи резина халка, 10- копког,11,12- улчаш интервалини ва ноль ни
созлаш коректорлари мос холда, 13- кабел кириш жойи, 14- датчикни
корпусини ерга улаш болти, 15- тешикни вактинча бекитиш бекиткичи
1.31. Расм. 1-симли уланиш схемаси.
I- босим датчиги электрон блоки клеммниги, II- ташкий клеммник, III- кабель,
IV- доимий ток манбаии., V- чикиш сигнали.
1.32. Расм. 2-симли уланиш схемаси.
I- босим датчиги электрон блоки клеммниги, II- ташкий
клеммник, III- кабель, IV- ток манбаии ва юклама, чикиш
сигнали.
Rasmda II lar bosim datchiklari, Rn ikkilamchi o‘lchash vositalari.
1.33. Расм. 6-каналли ток манбаига датчикларни
уланиш схемаси. I- электр тармоги(220 В), II- босим
датчиклари.
Dunyo bo‘yicha avtomatlashtirilgan tizimlarda qo‘llaniladigan qurilmalarni
ishlab chiqaruvchi kompaniyalar juda ko‘p. Lekin ulardan Honeywell, Simens,
Advantech, va boshqa kompaniyalar qurilmalari o‘zlarini ishonchliligi, xatoligi
kamligi, kalibrovkalash qulayligi va universalligi bilan ajralib turadi. Lekin ulardan
tashqari Rossiya kompaniyalari ishlab chiqarayotgan tenzorezistorli bosim
datchiklari Sapfir va Metran ham texnologik jarayonlarni nazorat qilishda keng
qo‘llanilmoqda.
Metran bosim datchilaridan hozirda ishlab chiqarilayotgani asosan
mikroprotsessorli bo‘lib, o‘lchanayotgan bosim intervaliga programmator orqali
programmalashtiriladi. Ba’zi Metran bosim datchiklarini chiqish signallari raqamli
bo‘lib, bevosita kompyuterlarga vizualizatsiya va arxivlash uchun uzatilishi
mumkin. Masalan quyidagi keltirilgan datchiklarni intelektual datchiklar deb atalib,
programmalashtirilishiga qarab keltirilgan (unifitsirovannыy) yoki HART
protokoli bo‘yicha raqamli elektr signali chiqaradi. O‘lchashdagi asosiy nisbiy
xatolik 0,1% ni tashkil etadi.
Rezonans bosim o‘lchash datchigini ishlash prinsipi akustik yoki
elektromagnit to‘lqinlarni suyuqlik va gazlarda uzatilish hodisasiga asoslangan.
Ular juda stabil datchiklar hisoblanadi. Lekin kamchiliklar shundaki, har bir
datchik o‘lchanayotgan sharoitga individul tayyorlanadi va agressiv muhitlarda
xatolik chegarasidan chiqmasdan foydalanish imkoniyati yo‘q.
Induksion bosim o‘lchash datchiklarini ishlash prinsipi aylanma(Fuko)
toklarini qayd qilishga asoslangan. Datchikni sezuvchi elementi ikkita induktiv
g‘altak orasiga metalll plastinka qo‘yish bilan tashkil etilgan. Birlamchi induktiv
g‘altakda o‘zgaruvchan tok o‘tkazilsa, ikkinchi g‘altakda induksion tok hosil
bo‘ladi.
1.41.Расм. Резонанс босим ўлчаш датчиги
ўрнатилиш схемаси
Induksion bosim o‘lchash datchiklarini ishlash prinsipi aylanma(Fuko)
toklarini qayd qilishga asoslangan. Datchikni sezuvchi elementi ikkita induktiv
g‘altak orasiga metalll plastinka qo‘yish bilan tashkil etilgan. Birlamchi induktiv
g‘altakda o‘zgaruvchan tok o‘tkazilsa, ikkinchi g‘altakda induksion tok hosil
bo‘ladi. G‘altaklar orasidagi metalll ekranni surilishi sistemani induktivligini
o‘zgartiradi. Sistemani induktivligini o‘zgarishi metalll plastinkaga
qo‘yilayotgan bosim kuchiga proporsional.
Ionizatsion datchiklar atmosfera bosimidan juda kichik bo‘lgan bosimlarni
( 10-1 – 10 -8 Pa) uchun qo‘llaniladi. Bu datchiklarni ishlash prinsipi elektron
lampalarni ishlash prinsimiga o‘xshagan. Agar lampada bosim hosil qiluvchi
zarralar soni ko‘p bo‘lsa, katod bilan anod o‘rtasidagi zaryadli zarachalar
harakatiga to‘sqinlik paydo bo‘ladi. Bosim kichrayishi bilan bu to‘sqinlik
kamayib boradi.
1.42. Расм. Ионизацион босим
ўлчаш датчиги схемаси. 1- катод,
2- сеткали куринишидаги анод, 3цилиндр кўринишидаги коллектор.
Ionizatsion va sig‘imli datchiklarda chiqish signali bosimga logarifimik
shkala bo‘yicha bog‘liq. Ya’ni bog‘lanish chiziqli emas. Bu holat o‘lchash
tizimida noqulayliklar tug‘diradi.
Issiqlik manometrlari 10 – 104 Pa bosimlarni o‘lchash uchun qo‘llaniladi.
Quyidagi 1.43-rasmda issiqlik manometrlaridan birining sxemasi keltirilgan.
Bu issiqlik manometrlarida R4 qarshilikni volfram materialidan tayyorlanib,
200 0 S doimiy haroratgacha tok bilan qizdiriladi. Idishdagi bosimni o‘zgarishi
volframni issiqlik uzatishini o‘zgarishiga olib kelib, uni qarshiligini o‘zgartiradi.
Bu o‘zgarish qarshiliklar ko‘prigini balansini ko‘rsatib turuvchi mV da aks etadi.
Ana shu sxemadan foydalanib, uning
maodelini MATLAB paketida yaratishga
harakat qilamiz. Bu model yordamida
issiqlik bosim o‘lchash datchigining
barcha ishlash rejimlarini, grafik
harakteristikalarini,
volt-amper
harakteristikalarini,
chastota
harakteristikalarini
va
hakazolarni
ko‘rish mumkin.
1.43. Расм. Иссиқлик босим ўлчаш
датчиги схемаси.
5-Amaliy mashg’ulot.Namlik datchiklari va ularning turlari.
Ishdan maqsad: Namlik datchiklari klassifikatsiyasi va ish prinsiplarini
tahlil qilish.
Ish prinsipi bo’yicha elektrik namlik dachiklari elektrofizikaviy va
elektroparametrik turlariga bo’linadi. Elektrofizikaviy datchiklar radiatsion va
magnitoyaderli rezonans dachiklarini o’z ichiga oladi. Radiatsion dachiklarning ish
prinsipi nam muxitnig infraqizil nurlarni, yuqori chastotali elektromagnit
tebralishlarni, - nurlar va neytron nurlanishlarni qabul qilish darajasini o’lchashga
asoslangan bo’ladi. Magnitoyaderli rezonans datchiklarining ish prinsipi esa
vodorod atomlari yadrosi va namlikning radiochastotali magnit maydonini qabul
qilishi prinsipida ishlaydi.
Elektroparametrik datchiklar konduktometrik, dielkometrik va gigrometrik
turlarga bo’linadi. Konduktometrik datchiklar elektrokimyoviy o’zgartirgichlar
tarkibiga kiradi va ishlash prinsipi muxitning elektr o’tkazuvchanligini o’zgarishi
natijasida namlikni aniqlashga asoslangan bo’ladi. Chiqish ko’rsatgichi bo’lib
bunda muxit o’tkazuvchanligi hisoblanadi.
Dielkometrik datchiklar dielektrik singdiruvchanlik (E=2...10 - qattiq jismlar
uchun; E=81-suv uchun) yoki dielektrik isrof tangens burchagi qiymatlari bo’yicha
namlikni aniqlanadi.
Gigrometrik datchiklar elektronli o’zgartirgichlar guruhiga mansub bo’lib,
ularning ishlash prinsipi qo’shimcha gigroskopik zarrachalarning mexanik yoki
elektrik
xarakteriskalarini
o’zgarishiga
asoslangan
bo’ladi.
Qishloq xo’jaligi ishlab chiqarishida gazlar va xavo namliklari datchiklari
keng miqyosda qo’llaniladi. Ularning quyidagi turlari mavjud: gigrometrik
dilatometrik datchiklar - namlik ta’sirida chiziqli o’lchamlari o’zgarishiga,
gigristorlar, elektropsixrometrlar, xarorat - muvozanatli va kondensatsion
datchiklar - qarshilik o’zgarishiga hamda radioskopik va infraqizil datchiklar - gaz
va xavoning fizikaviy xususiyatlarini o’zgarishiga asoslangan bo’ladi.
Хavo namligini aniqlashning psixrometrik usuli quruq va suv bilan
namlangan ikki termometrlarni qo’llashga asoslangan bo’ladi. Bu prinsipda
namlikni
nazorat
tizimi
datchiklari-elektropsixrometrlar
ishlaydi.
Elektropsixrometrning
prinsipial
sxemasi
2.23-rasmda
keltirilgan.
Muvozanatsiz, ko’prikning ikki yelkasiga ikkita bir hil yarimo’tkazgichli
termorezistorlar ulangan bo’lib, ular gigroskopik keramik trubkaga joylashtiriladi.
Birlamchi trubkanig bir tomoni suvga tushuriladi, ikkinchi tomoni esa xavoda
turadi. Ya’ni termorezistor (Rg) quruq trubkada joylashadi va uning xarorati xavo
xaroratiga teng bo’ladi. Suv bilan namlanadigan ikkilamchi trubkadagi
termorezitorning (R n) qarshiligi namning parlanishiga bog’lik bo’ladi va bug’lanish
jarayonida xaroratning kamayishi hisobiga uning qarshiligi nisbatan
yuqori bo’ladi. Хavo namligi qanchalik kam bo’lsa, nam trupka sirtidan suvning
parlanishi tezroq bo’ladi. Bunda Rk va Rn orasidagi farq katta bo’ladi va
o’zgartirgichdagi (U) chiqish signali kuchliroq bo’ladi.
Maxsulotlar namligini aniqlaydigan elektrik datchiklar konduktometrik
(muxitning elektr o’tkazuvchanligi o’zgarishi), dielkometrik (dielektrik
singdiruvchanligi E o’zgarishi), radioizotopli, elektroabsorbsionli, ultrotovush va
SVCh (o’ta yuqori chastotali) datchiklarga bo’linadi.
Konduktometrik va dielkometrik datchiklar silindrik yoki tekis xavo
kondensatorlaridan yasalgan elektrodlardan yoki igolkali elektrodlardan ham
tashkil topgan bo’ladi. Maxsulot kondensatorlar orasiga joylashtirib, uning namligi
aniqlanadi.
6-Amaliy mashg’ulot. sarfo‘lchagich datchiklar.
Ishdan maqsad: suyuqlik va gazlarni sarfini o‘lchashni tahlil qilish.
Texnologik jarayonlarda suyuqlik va gazlarni sarfini o‘lchash muhim
ahamiyatga ega. Bu faqat jarayonda mahsulot yoki energiya sarfini belgilamasdan,
texnolgik jarayonni boshqarish uchun muhimdir.
Suyuqlik yoki gazlarni sarfi ikki xil ko‘rinishda qo‘llaniladi. 1-chi si massa sarfi
bo‘lib, kg, tonna, 2-chisi hajmiy sarf m3 , l. Lekin ishlab chiqarishda texnologik
jarayonlarni boshqarishda joriy sarf termini ko‘p qo‘llaniladi. Chunki jarayonni
boshqarishda texnolog oniy (joriy) sarf bilan ish yuritadi. Joriy sarf deyilganda vaqt
birligi ichidagi sarf tushiniladi. Keng qo‘llaniladigan o‘lchov birligi
m3 /soat , tonna/soat
1.44.Расм. Иссиқлик босим ўлчаш датчиги MATLAB пакетида яратилган
модели.
Hajmiy sarf kattaligi foydalanilganda, gazlar sarfini bir-biriga taqqoslash
uchun yana bitta muhim kattalik( termin) ishlatiladi. Bu normal sharoit terminidir.
Normal sharoit deyilganda haroratsi 20 0 S , bosimi 101,325 kPa (760
mm.smob.ust.) nisbiy namligi 0 tushiniladi.
Joriy sarfni o‘lchash vositalarini «sarf o‘lchagich», ma’lum vaqtdagi sarfni
o‘lchash vositasini «hisoblagich» deb ataladi. Turubadagi suyuqlik va gazni oqimini
sarfini hisoblash uchun oqimga o‘lchash vositasini ajralmas qismi bo‘lgan boshqa
bir jism kiritiladi. Bu esa oqim bosimini yo‘qolishiga olib keladi. Shuning uchun
turubalarda sarfni o‘lchash tizimlarini tashkil etishda o‘lchash vositasigacha va
undan keyingi ma’lum tug‘ri uzunlik bo‘lish sharti kiritilgan.
Suyuqlik va gazlarni sarfining o‘lchash usulikasi, o‘lchash tizimining
konstruktiv turiga qarab turlicha sarf o‘lchagichlar va hisoblagichlar yaratilgan. Bu
sarf o‘lchagich va hisoblagichlar mikroprotsessorli boshqarishga ega bo‘lib, ular
sutkali, ixtiyoriy vaqt oralig‘i bo‘yicha sarfni o‘z xotirasida saqlab turish, hamda
informatsiyalarni maxsus protokollar bo‘yicha masofadagi kompyuterga uzatish
kabi funksiyalarga ega bo‘lishi mumkin.
Toraytirilgan qurilma yordamida bosim farqini hosil qilib, joriy sarfni aniqlash
usuli hozirda ham asosiy sarf aniqlash usullaridan biri bo‘lib kolmoqda. Bu usulda
toraytiruvchi qurilma birlamchi qurilma sifatida bo‘ladi. Toraytiruvchi qurilma ikki
tomonidagi bosimlar farqini differensial manometr yoki bosim farqlarini o‘lchash
datchiklari yordamida o‘lchash trubalardagi suyuqlik yoki gazlarni sarfni hisoblash
imkoniyatini beradi. Bu usul yordamida asosan truba diametri 300 mm dan katta
bo‘lgan holatlarda keng qo‘llaniladi.
Suyuqlik yoki gaz oqayotgan turbada toraytiruvchi qurilma qo‘yilsa oqim tezligi
toraytirilgan joyda ungacha bo‘lgan masofadagi tezlikka nisbatan tezlashadi.
Tezlikni ortishi suyuqlik yoki gazni ichki energiyasini kamaytirib, bosimni
kamayishiga olib keladi. Turbadagi sarf hosil bo‘lgan bosim farqi kattaligiga
proporsional bo‘ladi.
G = f ( Dp) (1.4.1)
Bu usulni qo‘llash uchun quyidagi talablar bajarilishi kerak
- oqim toraytirilgan qurilmagacha va undan keyin to‘lqinsiz, statsionar bo‘lishi;
- suyuqlik yoki gaz oqimi truba o‘tkazgichni to‘la to‘ldirishi;
- toraytirilgan qurilmadan o‘tishda suyuqlik yoki gaz o‘z fazaviy holatini
o‘zgartirmasligi, ya’ni masalan bug‘ suyuqlikga aylanmasligi;
- turuba o‘tkazgichni toraytirilgan qurilma oldida va undan keyingi qismida
oqim cho‘kmalari yig‘ilmasligi;
- toraytiruvchi qurilma tashqi tomonida turuba o‘tkazgichni formasi buzilishi
bo‘lmasligi.
Toraytiruvchi qurilmalar shartli ravishda standart, maxsus va nostandart
turlarga bo‘linadi. Standart toraytiruvchi qurilmalar davlat standartlari talabida
8.569.1-97 GOST bo‘yicha yasalgan va o‘rnatiladi. Ichki diametri 50 mm dan kichik
truba o‘tkazgichlardan tayyorlanib qo‘yilgan qurilma maxsus deyiladi. Bu ikki
holatga mos kelmaganlarini nostandart toraytiruvchi qurilma deyiladi. Standart
qurilmalarni yasalishi va graduirovkasi universal bo‘lib, individual graduirovkani
talab kilmaydi.
Toraytiruvchi qurilma yordamida joriy sarfni aniqlash usuli quyidagi
kamchiliklarga ega:
- kichik dinamik diapazonga egaligi;
- trubaning diametri 50 mm dan kichik bo‘lmasligi, agar kichik bo‘lsa individual
graduirovka talab qilinishi;
- toraytirilgan qurilma oldi va orqasida ma’lum uzunlikdagi to‘g‘ri chiziqli
sohalar bo‘lishi kerakligi;
- oqimni bosim yo‘qotishi.
Standart toraytiruvchi qurilma sifatida diafragma, sopla va Venturi soplasi
qo‘llaniladi.
1.45. Расм. а) Диафрагма, б) Сопла, в) Вентури сопласи
Diafragmani teshigini old tomoni slindik bo‘lib, davomi konus simon.
Diafragma teshigi 105 dan 10 8 mm gacha bo‘lishi mumkin. Uning asosiy vazifasi
turubada bosim farqini hosil qilishdir. Turubalarda toraytiruvchi qurilmani
diafragma ko‘rinishidagi qo‘yilganda
suyuqlik va gazlarni xarakati va
bosimni
o‘zgarishi
quyidagicha
bo‘ladi.
Rasmdan ko‘rinib turibdaiki,
suyuqlik oqimi torayishi toraytiruvchi
diafragmadan keyin V tekislikda
kuzatilmoqda. Bu yerda oqim yeng
yuqori tezlikga erishadi. Tezlik yuqori
bo‘lgan joyda energiyani saqlanish
konuniga asosan bosim eng past uladi.
Oqim ma’lum masofadan keyin S
tekislikda o‘zini oldingi tezligiga
erishadi. Lekin toraytiruvchi qurilma
1.46. Расм. Диафрагма ўрнатилган трубада
qo‘yilganligi hisobiga ma’lum bosim
оқимни тақсимланиши ва босим графиги.
yo‘qotilishi kuzatiladi. Bu bosim yo‘qotilishi toraytiruvchi qurilma qo‘yilganligida
oqimda aylanmalar hosil bo‘lishi hisobiga energiya sarfi bo‘lganligi tufayli
kuzatiladi.
Turbalarda bosim yo‘qotilishini oldini olish vas sarf o‘lchashlarida yuqori
aniqliklarga erishish uchun sopla yoki Venturi soplasi qo‘yiladi.
Joriy sarf bilan bosim farqi o‘rtasidagi bog‘lanishni aniqlash uchun okayotgan
suyuqlikni sikilmaydigan, ya’ni toraytiruvchi diafragmadan o‘tganda zichligi
o‘zgarmaydi deb olamiz. A boshlangich oqim tekisligi va torayish qismi uchun
uzliksizlik tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:
suDr D2 /4 = sudr d2/4 = Gm
r=3.14
(1.4.2)
bu yerda s – suyuqlik zichligi, uD - oqimni boshlangich tezligi, ud - oqimni
teshikdagi tezligi, Gm - massali sarf.
Kesimlar uchun energiyani saqlanish konunini ifodalovchi Bernulli
tenglamasini quyidagicha yoziladi:
R1 + suD2 /2 = R2 + sud2 /2
(1.4.3)
v = d/D toraytiruvchi qurilma teshiklari diametrlari nisbati belgilashini kiritib,
v yuzalar nisbati ekanligini e’tiborga olinsa (1.4.2) tenglamadan:
uD = ud v 2
(1.4.4)
ifodani olish mumkin. Bu ifodani (1.4.3) tenglamaga qo‘yilsa:
2
sudr d2/4 = Gm = 1/(1- v 4 )0,5d2/4 [2 s(P1 - P2)]0,5 = Ef [2 s(P1 - P2)]0,5
(1.4.5)
ni olish mumkin. Bu yerda Ye = 1/(1- v 4 )0,5 kattalik kirishdagi tezlik
koeffitsienti, f – o‘tishni minimal yuzasi deb ataladi.
(1.4.5) ifoda toraytiruvchi qurilma qo‘yilgan tizimda massa sarfini bosim farqiga
bog‘liqligini ifodalaydi, Bu kattalik toraytiruvchi qurilma kirishi va chiqishida hosil
bo‘layotgan oqim aylanmasi, to‘xtalishlari hisobiga bosim farqi ortib ketganligi
uchun katta bo‘ladi. Uni to‘g‘irlash maqsadida birdan kichik bo‘lgan to‘xtalish
koeffitsienti S kiritiladi.
U holda massa sarfi ifodasi:
Gm = SEf [2 s(P1 - P2)]0,5
(1.4.6)
bo‘ladi.
Hajmiy sarf
Gx = SEf [2/s(P1 - P2)]0,5
(1.4.7)
bo‘ladi. b = SE sarf keffiyienti deb ataladi.
(1.4.6), (1.4.7) ifodalar siqilmaydigan suyuqliklar uchun. Gaz, bug‘ va havo
toraytirilgan qurilmadan o‘tgandan keyin kengayadi, ya’ni zichligi kamayadi. Bu
bosim farqini ortishiga olib keladi. Zichlik kamayishini e’tiborga olish uchun birdan
kichik bo‘lgan ye zichlik koeffitsienti kiritiladi. U holda massali va hajmiy sarf
quyidagicha ifodalanadi:
Gm = SE ye f [2 s(P1 - P2)]0,5
(1.4.8)
Hajmiy sarf
Gx = SE ye f [2/s(P1 - P2)]0,5
(1.4.9)
Ye = 1/(1- v 4 )0,5
Ifodadan ko‘rinib turibdiki, toraytiruvchi qurilma diafragma o‘rnatilgan
tizimlarda, sarf bosim farqiga kvadratli bog‘langan. Bosim farqini differensial
manometr yordamida o‘lchash bilan joriy sarfni uzliksiz aniqlash mumkin. S va ye
koeffitsientlar eksperimental aniqlangan bo‘lib jadvallarda beriladi.
Texnologik jarayonlardagi suyuqlik va gazlarni joriy sarfini hisoblashlarda
difrensial manometrlardan tashqari maxsus ikkilamchi o‘lchash qurilmalaridan
foydalaniladi. Xar bir tur suyuqlik va gaz uchun maxsus graduirovka jadvali
qo‘llaniladi. Bu jadvallarda qo‘llanilgan toraytiruvchi qurilma kattaliklari, suyuqlik
yoki gazni mos koeffitsientlari, o‘rnatilgan traytiruvchi qurilmagacha va undan
keyingi tug‘ri uchastka uzunligi va boshqalar.
Bosim farqini o‘lchash qurilmasini ulanish sxemasi rasmda ko‘rsatilgan.
O‘lchash vositalarini ichki diametri 8 mm dan kichik bo‘lmagan va uzunligi 50
m gacha trubka bilan ulanishi mumkin. Lekin trubkada o‘zgarish uzatilish
dinamikasini e’tiborga olgan holatda, o‘lchash aniqligini kamaytirmaslik uchun 15
m gacha uzunlikga ulanganligi ma’kul. O‘lchashda xatoliklar bo‘lmasligi uchun
o‘lchash vositasini ulashda trubkalarni vertikalga erishish, agar trubkalar qiya
ulansa, ularga maxsus gaz yig‘uvchi yoki kondensat yig‘uvchi qismlar qo‘shish
kerak. Agar sistema gaz uchun mo‘ljallangan bo‘lsa kondensat yig‘ilishi, agar
suyuqlik bo‘lsa gaz yig‘ilishi mumkin.
Rasmda suyuqlikni sarfini o‘lchash tizimida o‘lchash vositasini toraytiruvchi
qurilma qo‘yilgan joydan yuqoriga va pastga o‘rnatish sxemasi ko‘rsatilgan.
Ko‘rinib turibdiki, suyuqliklarda bosim farqini o‘lchashda bosimni o‘lchash
trubkalari toraytiruvchi qurilmadan pastda ulanadi. Bu suyuqliklarni oqimida ba’zi
hosil bo‘lgan gazlarni o‘lchash trubkasiga kirishiga yo‘l qo‘ymaydi.
Agressiv suyuqliklarni sarfini o‘lchashda 5- boshqa bir suyuqlik qo‘yilgan
ajratuvchi idishdan foydalaniladi. Bu suyuqlik zichligi sarfi o‘lchanayotgan
suyuqlik zichligidan katta bo‘lishi kerak. Ajratuvchi suyuqlik bosimni o‘lchash
vositasiga uzatish uchun hizmat qiladi. Odatda ajratuvchi suyuqlik sifatida
o‘lchanayotgan muhit bilan reaksiyaga kirishmaydigan suyuqlik olinib, ko‘pchilik
holatlarda suv, giletserin yoki moydan foydalaniladi.
Rasmda gazlarni sarfini o‘lchash tizimi ko‘rsatilgan. Gazlarni sarfini o‘lchashda
bosim farqini o‘lchash vositasi toraytiruvchi qurilma qo‘yilgan qismni yuqori
qismiga ulanadi. Bu gazlarda hosil bo‘ladigan kondensatlarni o‘lchash trubkasiga
kirib qolishini oldini oladi.
Qizdirilgan bug‘larni sarfini o‘lchashda toraytiruvchi qurilmani ikkala bosim
oluvchi trubkalari kondensat bilan to‘la bo‘ladi. Har qanday sarfda ham ikkala
ulanishda ham ularni sathi va harorati bir xil bo‘lishi kerak.
Kondensatlarni yuqori chegarasini stabillashtirish maqsadida ulanish joyiga
tenglashtiruvchi kondensatsion qism o‘rnatiladi. Agar kompensatsion
tenglashtiruvchi qism qo‘yilmasa kondensatsion suyuqlikni katta sarflarda bosim
farqini o‘zgarishini kamytirib yuboradi. Buning sababi «+» kameraga kondesatni
ko‘proq oqib tushishi «-» kameradan kondensatni trubaga oqib ketishiga olib keladi.
Bu oqish trubkalardagi kondensat ustunlarini farqini kattalashishiga sabab bo‘ladi
va bosim farqi notugri o‘lchanadi. Agar kondensatsion qism qo‘yilsa kondensatni
trbkadagi ustun farqlari kichik bo‘lib, bosim farqi nisbatan tugri o‘lchanadi.
O‘zgarmas bosim rotatorlari laboratoriya va ishlab chiqarishda uncha katta
bo‘lmgan suyuqlik 0,002 dan 70 m3 /soat gacha, gaz 0,05 dan 600 m3 /soat sarfini
o‘lchashga mmuljallangan soda joriy sarf o‘lchagichdir. U diametri 3 mm dan 150
mm gacha bo‘lgan trubalardagi sarfni o‘lchay oladi.
Uni asosiy yutuqlari bir fazali muhitlarni kichik sarflarni individual
graduirovkada yuqori aniqlikda o‘lchay olishi, soddaligi, trubada bosim kamayishi
hosil qilmasligi va o‘lchash shkalasini chiziqliligidir .
Rotatmetrni kamchiligi shundan iboratki, uni
faqat
trubani
vertikal
qismiga
qo‘yiladi,
ko‘rsatkichini masofaga uzatish va registratsiya qilish
imkrniyati yo‘q, yuqori bosimli va yuqori haroratli
muhitlarni sarfini o‘lchashda qo‘llab bo‘lmaydi.
Ishlash prinsipi sodda, Jism joylashgan shisha trubka
konus simon, jismni pastki qismi uchlik,bo‘lib,
yuqori qismiga spiral simon arikchalar qilingan.
Suyuqlik yoki gaz yuqoriga qarab okadi, Suyuqlik
yoki gazni jism yuqori qismidagi spiral simin
arikchalaridan o‘tishida jism o‘z uki bo‘ylab aylana
boshlaydi, Bu harakat tufayli jism trubkani o‘rtasiga
1.49. Расм. Ротаметр
схематик кўриниши. 1- шиша joylashib, trubka devorlariga tegmaydi. Sarf ortishi
трубка, 2- харакатланувчи
bilan jism yuqoriga kutarila boshlaydi. Agar joriy sarf
жисм.
kamaysa u pastga tushadi. Bu sarfga mos xolda
trubkada joylashish balandligini graduirovkalab qo‘llaniladi.
Taxometrik xisoblagich va sarf o‘lchagichlar.
Bu turdagi sarf o‘lchagichlarda hajmiy sarf o‘lchanib, trubadan o‘tayotgan
suyuqlik yoki gazni oqimi tezligiga qarab sarf o‘lchagichni asosiy qurilmasi
aylanadi. Asosiy qurilmasini shakliga qarab, sarf o‘lchagichla pparrakli, trubinali,
sharikli, halqali va boshqacha bo‘lishi mumkin.
Taxometrik aylantiruvchi qurilmalar miqdor xisoblagich yoki joriy sarf
o‘lchagich sifatida qo‘llanishi mumkin. Ularda foydalanuvchi qismiga xisoblagich
mexanizmi ulangan. U aylanishlarni yig‘adi. Joriy sarfni ko‘rsatuvchi taxometrlarda
aylanuvchi mexanizm yeniga aylanish chastotasini elektr signaliga aylantiruvchi
qurilma qo‘yiladi. Bu qurilma sarfga mos elektr signalini chiqaradi. Signallni
graduirovkalab, joriy sarfni o‘lchashda foydalanish mumkin.
Massaviy sarfni o‘lchash uchun taxometrik o‘lchagichga joriy haroratni va
bosimni o‘lchash tizimlarini ham qo‘shiladi.
Taxometrik sarf o‘lchagichlar individual holat uchun graduirovkalanishi
hisobiga aniqligi yuqori, o‘lchash diapazoni katta, o‘lchash natijalarini olish va
masofaga uzatish oson. Kamchiligi o‘lchanayotgan muhitni bosimini ma’lum
miqdorga kamaytirishi, qo‘yilish joyiga to‘g‘iri uchastka talab qilinishi(10D
qo‘yilish joyini oldi tomanida, 3D qo‘yilgan joy davomida.), aylanuvchi qismini
kichrayishi va podshipnikini ishdan chiqishi.
Parrkli va trubinali sarf o‘lchagichlar suvklik va gazlarni sarfini o‘lchashda keng
qo‘llaniladi. Syukliklarni yapishkoklik koeffitsienti yuqori bo‘lmasligi kerak.
Trubinali Sarf o‘lchagichlar katta gaz sarflarini o‘lchashda qo‘llaniladi. Past
sarflarda Trubina aylanasligi mumkin.
1.50. Расм. Трубинали сарф ўлчагичлар.
а- тўрт варақли трубинали сарф ўлчагич, б)- бир оқимли, трубинали сарф ўлчагич.
2,3- оқим тўғирлагич, 4- трубина, 5- айлантирувчи қурилма.
15dan 40 mm diametrli trubalarda parrakli, 50 dan 250 mm diametrli trubalarda
trubinali sarf o‘lchagichlar qo‘llaniladi. Trubinali sarf o‘tkazgichlarda 5 aylantirish
qurilmasi aylanishlar chastotasini impulsga aylantirib beradi. Elektr impulslarini
ikkilamchi o‘lchash qurilmasida ifodalanib, miqdoriy sarf aniqlanadi.
1.51. Расм. Трубинали сарф ўлчагичлар айлантириш қурилмалари.
а) бир ўрамли, б) трансформаторли. 1- ўрам, 2- металл ўзак, 3неметалл труба, 4- ферромагнит трубина парраги.
Rasmda aylantiruvchi qurilmani sxematik ko‘rinishi ifodalangan. Bu aylantirish
qurilmasi trubinani aylanishini tebranuvchan elektr signaliga aylantiradi.
1.52. Расм. Камерали трубинали сарф ўлчагич.
Yopishqoqligi katta bo‘lgan (55 10-6 dan 3 10-4 m2/s) suyuqliklarni sarfi kamerali
Trubin sarf o‘lchagichlar yordamida o‘lchaniladi. Ularni aylanuvchi qismlari oval
ko‘rinishida bo‘ladi.
Elektromagnit sarf o‘lchagichlar.
Elektromagnit sarf o‘lchagichlar elektr toki o‘tkazuvchi suyuqliklarni magnit
maydonni kesib o‘tishida induksiya hodisasiga asosan E.Yu.K. hosil bo‘lishi
effektiga binoan ishlaydi. Xosil bo‘layotgan E.Yu.K kattaligi suyuqlikni oqish
tezligiga proporsional. Bunday sarf o‘lchagichlar quyidagi yutuqlarga ega:
- ko‘rsatgan qiymatlari suyuqlikni yopishqoqligiga va zichligiga bog‘liq emas;
- tizim inersion emas;
- turuba ichiga kiruvchi qismi bo‘lmaganligm sababli bosim yo‘qotish yo‘q;
- trubani talab qilinadigan tugri uchastkasi eng kichik;
- elektromagnit sarf o‘lchagichlar diametri 2 mm dan to 4000 mm gacha bo‘lgan
trubalardagi suyuqlik sarfini o‘lchay oladi;
- yuqori yopishqoqlikga ega bo‘lgan, agressiv, metalli va boshqa sarf
o‘lchagichlar o‘lchay olmagan suyuqliklarni sarfini o‘lchay oladi.
а)
б)
1.53. Расм. Электромагнит сарф ўлчагич. а) доимий магнит майдонли 1айлантирувчи, 2- изолятор, 3- электродлар, ИП- ўлчаш қурилмаси. б) ўзгарувчан
магнит мадонли.