Элементы управления, защиты и автоматики: электронные устройства

Опубликовано admin Апр 26, 2011 в Сортировочные лесотранспортеры

Простейшей конструкцией электронной лампы является двухэлектродная лампа — диод с катодом прямого накала. Лампа состоит из стеклянного баллона, из которого выкачан воздух и вмонтированы металлический анод и катод. Анод имеет плоскую или цилиндрическую форму, а катод выполняется в виде металлической нити, по которой пропускается ток накала от батареи. При нагреве нити накала под действием высокой температуры электроны покидают поверхность нити и образуют электронное облачко. Для того чтобы направить электроны к аноду, между катодом и анодом создают разность потенциалов (положительный полюс батареи подключают к аноду). Под действием созданного электрического поля электроны устремляются к аноду — через лампу протекает ток. Если к аноду подключить отрицательный полюс батареи, электроны будут отталкиваться и ток через лампу проходить не будет (лампа заперта). Односторонняя проводимость является основной характеристикой двухэлектродной лампы.

Такую же характеристику имеют селеновые, меднозакисные, германиевые, кремниевые полупроводниковые материалы. Основными характеристиками полупроводниковых диодов (вентилей) являются: зависимость тока от приложенного напряжения,

нагрузочная способность, предельно допустимая величина обратного напряжения. Управляемые вентили получили название тиристоров.

Трехэлектродная лампа — это ламповый триод, который в отличие от диода имеет дополнительно мекду анодом и катодом управляющую сетку. Расстояние между сеткой и катодом намного меньше, чем расстояние между анодом и сеткой. Этим достигается управление силой тока, проходящей через лампу, т. е. величина анодного тока зависит от напряжения между сеткой и катодом.

Полупроводниковый триод называется транзистором. Подобно ламповому триоду транзистор обладает усилительными свойствами. Транзистор состоит из корпуса, эмиттера (катода), коллектора (сетки) и базы (анода).

Элементами рабочей схемы полупроводникового усилителя мощности являются источник питания, включенный в цепь коллектора, и источник смещения, обеспечивающий положительный потенциал эмиттера по отношению к базе. При разомкнутой цепи эмиттера ток в цепи коллектора очень мал, а включение цепи вызывает сильное увеличение тока.

Фотодатчик — это прибор, в котором используется фотоэлектрический эффект — возникновение или изменение величины электрического тока, проходящего через датчик, под действием света. Фотоэффект проявляется под действием видимого света, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей.

Фотодатчики бывают с внешним, внутренним фотоэффектом и вентильные. Внешний фотоэффект — это возникновение фотоэлектрической эмиссии под действием света, а внутренний — уменьшение активного сопротивления (фотопроводимости) в фотосопротивлениях под действием света. Вентильные фотоэлементы под действием света превращаются в источник тока, поэтому такая электрическая цепь не требует дополнительного источника тока.

Фотоэлементы используются в схемах фотореле, которые устанавливают в качестве бесконтактных путевых датчиков перемещения бревна или хлыста по лесотранспортеру. В состав фотореле входят: металлическая (или пластмассовая) труба, в которой с одной стороны в патроне расположен специальный осветитель (лампа накаливания мощностью 10...20 Вт), а с другой — линза для формирования светового потока в пучок. Световой пучок направляют на герметизированное фотосопротивление (или фотодиод), заключенный в корпус через вторую линзу. Для уменьшения влияния постороннего света, попадающего на фотосопротивление, на свето-приемник надевается черненная изнутри труба. В момент освещения фотосопротивления, так как к нему приложено напряжение, ток возрастает и при этом срабатывает выходное реле. При установке фотосопротивлений ФС-К2 сопротивление их падает от 2 мОм до 10 кОм и образованного тока фотосопротивлений ФС-К2 и ФСД бывает достаточно для срабатывания реле. Однако в большинстве случаев фототок усиливают при помощи ламповых или транзисторных схем.