ARGUMENT

Automatizarea proceselor tehnologice constituie una din direciile principale ale programului tehnic, ale revoluiei tehnic-tiinifice din zilele noastre. Prin automatizare se nelege un ansamblu de mijloace tehnice care, aplicate unui proces, elimin necesitatea interveniei permanente i directe a omului n procesul respectiv.n ara noastr, introducerea i extinderea automatizrii n sectoarele cheie ale economiei naionale constituie o problem de importan primordial. Prin caracterul lor, marea majoritate a proceselor din industria energetic, chimic, siderurgic i din industria constructoare de maini se presteaz la un nalt nivel de automatizare.Domeniul automatizrilor este vast, cuprinznd: msurarea automat, controlul automat, comanda automat i reglarea automat.n cadrul automatizrii diferitelor procese sau instalaii tehnologice reglarea automat ocup ponderea cea mai mare i ridic probleme teoretice cele mai dificile. Astzi este greu s ne imaginm vreun domeniu al tehnicii n care s nu se foloseasc reglarea automat. Funcionarea mainilor cu abur, a turbinelor, a motoarelor cu ardere intern etc. este direct legat de reglarea turaiei, a presiunii, a ungerii, a alimentrii cu combustibil etc.n diferitele dispozitive electrice sau electronice, reglarea automat se aplic n mod curent asupra tensiunii, curentului, frecvenei, puterii etc. n multe din procesele tehnologice prezint o deosebit nsemntate reglarea automat a temperaturii, a presiunii, a nivelului sau a debitului. Automatizarea complex nu se poate asigura, de regul, fr introducerea sistemelor de reglare automat.Un sistem de reglare automat (SRA) are rolul de a realiza o anumit lege de dependen ntre mrimea de intrare i mrimea de ieire, prin care se comand corespunztor interveniile asupra acestuia. n absena reglrii automate, dependena ntre mrimea de ieire i mrimea de intrare, sau ntre funciile acestor mrimi, ct i comanda corespunztoare ar trebui asigurate de ctre om.

Capitolul INoiuni generale despre traductoare

1.1. Principii constructiveAutomatizarea diferitelor procese implic msurri ale unor mrimi ale unor mrimi de anumit natur fizic, de exemplu deplasri, temperaturi, presiuni etc.Aceste msurri trebuie s ndeplineasc n principal urmtoarele condiii: S fie ct mai precise S fie efectuate cu astfel de mijloace, nct elementul prin care se realizeaz msurarea s poat fi inclus ntr-o schem de automatizare. Cu alte cuvinte, elementul de msurare trebuie s converteasc mrimea a crei mrime intereseaz, ntr-o alt mrime n general electric, de exemplu curent, tensiune prin a crei modificare s se poat declana succesiunea automat a diferitelor operaii.Dispozitivul care asigur convertirea unei mrimi fizice ntr-o mrime de alt natur fizic se numete traductor.S presupunem c este necesar s se msoare o deplasare liniar l. n general, msurarea unei deplasri liniare se poate efectua cu ajutorul unei rigle gradate, ubler, etc., ns aceste msurri asigur o precizie redus, iar rezultatele lor nu pot fi folosite direct n comenzi automate. Din aceste cauze se caut convertirea deplasrii l ntr-o alt mrime.Una din soluiile cele mai simple const n transformarea lui l, cu ajutorul unui reostat, ntr-o rezisten electric R, ca n fig. 5.1,a. Dac se deplaseaz cursorul C de la borna A spre borna B, rezistena cuprins ntre borna A i cursorul C variaz de la 0-R, n timp ce deplasarea variaz de la 0 - l. Se poate stabili o relaie de proporionalitate: l=KR, n care K coeficient a crei valoare depinde de particularitile constructive ale reostatului.Dup ce a fost efectuat deplasarea cursorului pe distana l, i deci a fost convertit aceast deplasare ntr-o variaie a rezistenei electrice ntre borna A i cursorul C, se poate msura aceast rezisten cu un aparat a crui scal poate fi gradat chiar n uniti de deplasare. Se reamintete faptul c pentru msurarea rezistenelor exist metode foarte precise, de exemplu msurarea cu ajutorul punii Wheatstone.

Msurarea lui l se mai poate efectua, de exemplu, legnd la bornele A i B ale reostatului o baterie E, ca n figura 5.1, b. curentul I care tece prin reostat produce pe rezistena R o cdere de tensiune U care poate fi msurat cu un voltmetru. Dac scala voltmetrului se gradeaz n uniti de lungime, se poate citi direct l. n aceste exemple, reostatul ndeplinete funcia de traductor, deoarece traduce mrimea aplicat la intrare l ntr-o mrime de alt natur fizic R, denumit mrime de ieire . n schemele bloc, traductoarele se reprezint ca n fig. 5.1,c, n care mrimea de intrare se noteaz cu xi iar mrimea de ieire cu xe.

Traductorul asigur deci convertirea mrimii de intrare ntr-o mrime de ieire de alt natur fizic, n scopul de a se obine un semnal convenabil. Mrimile care ofer cele mai multe avantaje din punctul de vedere al utilizrii lor ca semnale n schemele de automatizare sunt mrimile electrice. Ele pot fi msurate cu o nalt precizie n comparaie cu alte tipuri de mrimi, se pot nregistra, amplifica relativ uor, i pot fi transmise la distane mari. Aceste avantaje evidente ale semnalelor electrice au condus la realizarea unui mare numr de traductoare a cror mrime de intrare, de obicei neelectric, este convertit ntr-o mrime electric. Pe baza acestor traductoare sunt construite toate aparatele cu care se realizeaz msurarea electric a mrimilor neelectrice.Pentru ndeplinirea rolului pe care l are n automatizare, traductorul se compune din dou pri, i anume din elementul sensibil i adaptor (fig. 5.2).Elementul sensibil este acea parte a traductorului care sesizeaz variaiile mrimii de intrare i le pune n eviden prin variaia unui anumit parametru. Adaptorul asigur convertirea mrimii primite de la elementul sensibil ntr-o mrime de natur fizic corespunztoare funcionrii celorlalte elemente ale sistemului.

n multe tipuri de traductoare, adaptorul realizeaz i o amplificare, pe seama unei surse exterioare de energie, adaptat construciei i pe care o simbolizm prin W (fig. 5.2). n unele lucrri, adaptorul este ntlnit sub denumirea de traductor de baz.

1.2. Clasificarea traductoarelor

Traductoarele se clasific pe baza mai multor criterii:a) n funcie de mrimea de ieire, traductoarele se mpart n traductoare parametrice i traductoare generatoare.Traductoarele parametrice asigur convertirea variaiilor mrimii de intrare n variaii ale unui parametru, ca, de exemplu, rezisten, capacitate, care constituie mrimea de ieire a acestuia. n tabela 5.1 sunt cuprinse cteva exemple de traductoare parametrice. Energia care intervine n procesul de convertire a unei mrimi, de ctre un traductor parametric, este luat din exterior.

Traductoarele generatoare sunt acelea care realizeaz convertirea unei forme de energie n alt form de energie, astfel nct variaia mrimii de intrare s se manifeste la ieirea din traductor sub forma unor variaii de energie. La traductoarele generatoare, de obicei, mrimea de ieire este mrime electric. n tabela 5.2 sunt prezentate cteva traductoare generatoare.

b) n funcie de natura mrimii de intrare se ntlnesc traductoare de mrimi neelectrice, ca, de exemplu, deplasare, presiune, temperatur, concentraie, etc., i traductoare de mrimi electrice (curent, tensiune, frecvent etc.).c) n funcie de variaia n timp a mrimii de ieire care poate fi o mrime continu sau discret, traductoarele se clasific n traductoare analogice, cnd mrimea de ieire este continu, i traductoare numerice, cnd mrimea de ieire este discret. Despre mrimile analogice i numerice se va vorbi mai detaliat n capitolul XII.

Capitolul IICaracteristicile funcionale ale traductoarelor

2.1. Caracteristicile statice i dinamice

Componena unui traductor n timpul funcionrii este caracterizat de relaia care exist ntre mrimea de intrare i cea de ieire, respectiv de dependen care se stabilete ntre xi i xe.Relaia dintre cele dou mrimi, de regim staionar, pus sub forma (5.1), se numete caracteristica static a traductorului.

(5.1)Dac n relaia 5.1 dependena dintre mrimea de intrare i cea de ieire este liniar, caracteristica se numete liniar (de exemplu, curba l din fig. 5.3). Dac dependena este neliniar se spune c traductorul are o caracteristic static neliniar (de exemplu curba 2 n fig. 5.3).Caracteristica static a traductorului se stabilete cnd mrimea de intrare xi este constant un timp ndelungat i prin urmare traductorul se afl n regim staionar. Cu alte cuvinte msurrile pentru determinarea caracteristicii statice se efectueaz dup un interval de timp de la modificarea mrimii de intrare. Acest interval este necesar stabilizrii mrimii de ieire.n intervalele de timp n care xi variaz, traductorul se afl n regim dinamic sau tranzitoriu. Comportarea traductorului n regim dinamic este descris de caracteristica dinamic. Analitic, dependena dintre xi i xe n regim dinamic se poate prezenta sub forma unei ecuaii difereniale.

2.2. Factori de calitate

Funcionarea mai mult sau mai puin satisfctoare a unui traductor poate fi apreciat dup anumii factori de calitate: Fidelitatea. Un traductor este fidel n msura n care urmrete dependena dintre mrimile xi i xe fr a o deforma sub influena mrimilor perturbatoare. Precizia traductorului este factorul de calitate care arat ct este de apropiat mrimea xe realmente obinut n timpul funcionrii, fa de cea prescris. Sensibilitatea traductorului este factorul de calitate care indic n ce msur variaz mrimea de ieire xe fa de o variaie determinat a mrimii de intrare xi. Uneori, sensibilitatea se mai numete i panta traductorului. Viteza de rspuns a traductorului este determinat de timpul necesar traductorului pentru a modifica mrimea de ieire, corespunztor variaiei celei de intrare. Cu ct mrimea de ieire va urmri mai rapid variaiile mrimii de intrare, respectiv cu p ntrziere ct mai mic, cu att viteza de rspuns va fi mai mare i calitatea traductorului mai bun. Fineea traductorului este factorul de calitate care indic n ce msur traductorul consum el nsui din energia fenomenului supus msurrii. Se tinde ca energia consumat de traductor s fie ct mai mic. Sigurana n funcionare este un alt factor de calitate al traductorului, care indic durata probabil a funcionrii lui corecte.

Capitolul IIICaracteristici constructive i funcionale ale traductoarelor generatoare

3.1. Traductoare fotoelectrice

Traductoarele fotoelectrice convertesc variaiile fluxului luminos, care constituie mrimea de intrare, n variaii de rezisten sau tensiune electric (mrime de ieire). Aceste traductoare, denumite i celule fotoelectrice, se mpart n trei grupe: Celule fotoelectrice cu efect fotoelectric extern (fotoemisive), care se bazeaz pe fenomenul de emitere de ctre un corp luminat a unui flux de electroni Celule cu efect fotoelectric intern (fotorezistene), construite dintr-un material semiconductor care i modific rezistena sub aciunea luminii Celule cu efect fotovoltaic bazate pe fenomenul apariiei unei tensiuni electrice atunci cnd o jonciune semiconductoare este supus unui flux luminos. Celulele cu efect fotoelectric extern (fig. 5.22) se compun dintr-un balon de sticl, n care se face vid sau se introduce un gaz inert, n care sunt plasai catodul i anodul celulei. Catodul celulei fotoemisive se face din argint-cesiu, stroniu-cesiu etc., metale care emit un puternic flux de electroni, dac se afl sub aciunea unui flux luminos. Numrul de electroni emii de catod este proporional cu intensitatea fluxului luminos. O parte din aceti electroni ajung la anod i n felul acesta prin celul trece un curent electric I, al crui sens este indicat n figura 5.22 i care poate fi msurat cu microampermetrul.Deosebirea principal dintre celulele fotoemisive cu vid i cu gaz const n faptul c ultimele sunt mai sensibile. Celulele fotoelectrice cu efect intern se obin prin depunerea unui strat subire de material semiconductor 2 (fig. 5.23) pe un material izolant 4. Pe aceeai plcu se depun dou zone de material conductor 1 i 3 pe care se fixeaz bornele fotorezistenei notate cu A i B.Prin aplicarea fluxului luminos, pe suprafaa fotorezistenei, o parte din electronii materialului semiconductor sunt pui n libertate i n felul acesta rezistena electric ntre bornele A i B se micoreaz. Ca materiale semiconductoare se folosesc seleniul, sulfura de taliu, sulfura de plumb, etc.Fotorezistenele se caracterizeaz printr-o sensibilitate ridicat. Principalele inconveniente le constituie neliniaritatea i dependena caracteristicii de temperatur, ct i ineria relativ mare.O utilizare larg o au n prezent fotodiodele i fototranzistoarele cu germaniu care se disting printr-o mare sensibilitate.

Celula fotovoltaic reprezint un dispozitiv format dintr-un suport metalic 1 (fig. 5.24), pe care se depune un strat de material semiconductor 2, care poate fi din seleniu, sulfur de argint, sulfur de taliu etc. Peste stratul de material semiconductor se afl depus un electrod metalic transparent 4. ntre electrodul 4 i materialul semiconductor se formeaz o jonciune redresoare 3, care permite trecerea curentului electric ntr-un singur sens, adic proprieti de ventil electric. Prin aplicarea fluxului luminos asupra electrodului metalic 4, fotonii lovesc electronii din materialul semiconductor i le comunic o energie suplimentar, suficient de mare ca s strbat jonciunea 3. n felul acesta, electrodul 4 se ncarc negativ, iar materialul semiconductor se va comporta ca un electrod pozitiv. Diferena de potenial care apare face ca prin circuitul exterior s treac un curent I care se msoar cu microampermetrul.Celula fotovoltaic constituie un exemplu de traductor generator. Celulele fotoelectrice se folosesc frecvent n msurtori.n figura 5.25 se prezint dou aplicaii practice simple. De exemplu, pentru msurarea temperaturii X a unui corp incandescent (fig. 5.25, a), se tie c aceasta este proporional cu intensitatea fluxului luminos care este convertit de celula fotoelectric n variaia unei mrimi electrice.n figura 5.25, b se prezint un exemplu de msurare a gradului de transparen a unui mediu lichid sau gazos. Fluxul luminos, de la sursa etalonat L, este trecut prin mediul X a crui transparen este necesar s fie apreciat. Fluxul depinde de gradul de transparen i este convertit de ctre fotocelul ntr-o mrime electric uor de msurat. Celulele fotoelectrice se mai folosesc pentru aprecierea rugozitii suprafeelor, punerea n eviden a unor deplasri etc

3.2. Traductorul Hall

Un traductor Hall se compune dintr-o plcu din material semiconductor (fig. 5.28), care este prevzut cu patru borne c1, c2, h1, h2. Bornele c1 i c2 se numesc borne de comand, iar h1 i h2 bornele Hall. Dac prin bornele de comand c1 i c2 trece un curent Ie, numit curent de comand iar perpendicular pe suprafaa plcuei se aplic un cmp magnetic de inducie B, la bornele h1 i h2 apare o tensiune Uh, denumit tensiune Hall. Aceast tensiune ia natere ca urmare a deplasrii sarcinilor negative (electroni) spre borna h1 i acelor pozitive (guri) spre h2.

Materialele semiconductoare folosite pentru confecionarea traductoarelor Hall sunt germaniul, stibiura de indiu, arseniura de indiu, etc. Dimensiunile traductorului sunt reduse: grosimea nu depete 0,2mm, limea circa 10 mm, iar lungimea este 2-3 ori mai mare dect limea.n prezent, traductoarele Hall se folosesc pe scar larg n construcia de aparate i n unele dispozitive de calcul. Astfel, pentru msurarea induciei magnetice ntre polii unui electromagnet, se folosete montajul din figura 5.29. Inducia magnetic B, care trebuie msurat, este creat de curentul Ib care parcurge bobina electromagnetului. n ntrefier se introduce un traductor Hall prin care trece un curent Ie, a crui valoare se fixeaz cu reostatul R i se msoar cu miliampermetrul mA. Cunoscnd constanta Hall a traductorului i msurnd cu microvoltmetrul tensiunea Hall, se poate calcula inducia B.Cu un montaj asemntor se poate efectua nsumarea algebric a mai multor mrimi (fig. 5.30). s presupunem c cele trei mrimi, care trebuiau nsumate, au fost puse sub forma a trei cureni I1, I2 (cu semnul +) i I3 (cu semnul -). Inducia magnetic din ntrefierul electromagnetului toroidal este proporional cu suna algebric a curenilor care strbat bobinele I, II, III: B=K1(I1+I2-I3).

3.3. Traductoare de inducie

Traductoarele de inducie sunt traductoarele generatoare care permit convertirea deplasrilor liniare i unghiulare n variaii de tensiune electric. Procesul de convertire se bazeaz pe legea induciei electromagnetice, conform creia tensiunea electromotoare e indus ntr-o bobin cu N spire, depinde de viteza de variaie n timp a fluxului magnetic.Asemntor, dac un conductor de lungime l se deplaseaz ntr-un cmp magnetic de inducie B cu o vitez constant V, n conductor se induce o t.e.m. n valoare de: e=BlV.Cele mai utilizate traductoare de inducie sunt traductoarele tahometrice, denumite i tahogeneratoare.n fig. 5.31este prezentat un traductor tahometric de curent continuu. Statorul este format dintr-un magnet permanent n ntrefierul cruia se rotete cu vitez unghiular rotorul. T.e.m. indus n nfurarea rotoric este proporional, deci scala voltmetrului poate fi gradat direct n rot-min.O utilizare largo o au i traductoarele tahometrice de curent alternativ. Un astfel de traductor este prezentat n figura 5.32. traductorul este format din statorul prevzut cu mai multe piese polare, pe care sunt dispuse nfurrile statorice, i un rotor pe care sunt fixai mai muli magnei (magnet permanent multipolar). Rotorul se rotete cu viteza unghiular i induce n nfurrile statorice o t.e.m. proporional cu . Aparatul de msur V indic direct turaia motorului.

Un alt traductor tahometric, cu disc, este prezentat n figura 5.33. Magnetul permanent 1 se fixeaz rigid de axul a crui turaie dorim s o msurm i se rotete cu aceeai vitez unghiular. n faa magnetului se afl discul 2, fixat pe un alt ax mpreun cu resortul 3 i acul indicator 4. Dac magnetul 1 se rotete, n disc se induc t.e.m. ce dau natere unor cureni turbionari, care, interacionnd cu cmpul magnetic, rotesc discul n direcia lui . Momentul rotitor al discului 2 i se opune momentul dezvoltat de resortul 3. Cu ct turaia este mai mare, cu att este mai mare unghiul de rotaie al discului fa de poziia iniial. Acul indicator 4 se deplaseaz pe o scal gradat n rot-min.Aspectul exterior al unui tahometru i a aparatului indicator se prezint n figura 5.34

3.4. Traductoare termoelectrice

Traductoarele termoelectrice, numite i termocupluri, sunt traductoare generatoare. Ele convertesc variaiile de temperatur primite la intrare, n variaii de tensiune electrice care constituie mrimea de ieire. Funcionarea traductoarelor termoelectrice se bazeaz pe fenomenul termoelectric care const n urmtoarele: ntr-un circuit format din dou conductoare diferite (fig. 5.35, a) sudate la capete, se formeaz dou jonciuni n punctele de legtur 1 i 2 ale celor dou conductoare. Dac temperatura n cele dou puncte este diferit, va aprea ntre punctele de jonciune o tensiune electromotoare.Jonciunea din punctul 1se plaseaz n locul a crui temperatur trebuie msurat (cuptor) fiind denumit jonciune de msurare, iar jonciunea 2 se menine la o temperatur constant, de exemplu 0 grade C, i reprezint jonciunea de referin. n aceste condiii, tensiunea termoelectric care ia natere va urmri toate variaiile de temperatur din punctul 1, deci va fi o funcie de temperatur t1.Msurarea practic a tensiunii E1,2 se face dup o schem al crui principiu este artat n figura 5.35, b. distana dintre punctele n care termocuplul urmrete variaiile temperaturii i cel n care se msoar tensiunea E1,2 este uneori relativ mare, ceea ce ar nsemna un consum considerabil de materiale oarecum costisitoare. n astfel de cazuri, conductoarele care au numai rol de legtur nu se fac din acelai material cu termocuplul, di din materiale care au proprieti termoelectrice asemntoare. Conductoarele de legtur se mai numesc i conductoare de compensare.

n tabela 5.6 sunt trecute principalele metale n ordinea tensiunilor dezvoltate ntr-un termocuplu n care unul din fire este din platin, temperatura la capetele libere (2-2) fiind de 0 grade C, iar jonciunea de msura de 100 grade C.Cele mai importante caracteristici ale traductoarelor termoelectrice unt prezentate n tabela 5.7.

3.5. Traductoare piezoelectrice

Aceste traductoare se bazeaz pe fenomenul piezoelectric, specific unor anumite materiale, numite piezoelectrice. El const n apariia unor diferene de potenial msurabile, pe anumite fee ale cristalelor acestor materiale, dac sunt supuse la ntindere sau comprimare.Pe baza acestei proprieti au fost construite traductoarele piezoelectrice care convertesc mrimea de intrare, dac sunt supuse la ntindere sau comprimare sau vibraii ntr-o tensiune electric.Dependena dintre sarcina electric Q care apare pe feele cristalului piezoelectric (fig.5.36) i fora F care produce o anumit deformaie a cristalului a cristalului este stabilit de relaia: Q=K F.

n aceast relaie, K este modulul piezoelectric care depinde de natura materialului. Dintre materialele cu astfel de proprieti amintim: cuarul - care este cel mia frecvent folosit ca material piezoelectric, titanatul de bariu, sarea lui Seignette, turmalinul etc.

Fenomenul piezoelectric fiind reversibil, se pot realiza variaii ale dimensiunilor traductorului care s urmreasc variaiile unui cmp electric. Utilizarea acestor traductoare se recomand n cazurile n care este necesar punerea n eviden a variaiilor rapide ale unei fore.

3.6. Traductoare electrochimice

Pentru a cunoate aciditatea unei soluii este necesar s se tie concentraia ionilor de hidrogen la 1 litru de soluie. Asemntor, alcalinitatea soluiilor se apreciaz dup cantitatea de ioni de OH la litru de soluie, notat cu C oh. n practic, att aciditatea ct i alcalinitatea se determin n funcie de pH-ul al soluiei care se definete de relaia:

Msurarea pH se face cu traductoarele de pH. UN astfel de traductor este reprezentat n figura 5.38. Traductorul se compune din dou vase, n care se introduc n unul soluia al crui pH trebuie determinat, iar n vasul al doilea o soluie de referin. n fiecare vas este introdus cte o plcu de platin, pe care ncep s se degaje bule de hidrogen. Degajarea hidrogenului pe plcuele de platin face ca, n funcie de numrul de ioni de hidrogen, fiecare plcu s aib un anumit potenial electric. Cu ct este mai mare numrul de ioni de hidrogen, cu att este mai ridicat potenialul plcuei. Cele dou plcue formeaz doi electrozi, denumii electrozi de hidrogen, din cauza hidrogenului care se degaj pe ele. Unind cele dou vase printr-un tub de legtur, plin cu soluie de clorur de potasiu ntre cei doi electrozi apare o diferen de potenial U proporional cu Ch+. Gradnd scala aparatului cu care se msoar U, n uniti pH, se poate msura direct pH-ul soluiei studiate.Prin urmare, traductoarele de tip pH sunt traductoare generatoare, care convertesc concentraia de ioni de hidrogen a unei soluii ntr-o tensiune electric.

n practic, traductoarele de pH se compun din doi electrozi, de construcie special, care se introduc n aceeai soluie. Unul din electrozi reprezint electrodul de msur, iar cellalt electrodul de referin. Ca electrod de msur se utilizeaz un electrod special, denumit electrod de sticl. Polaritatea electrodului de sticl variaz n funcie de pH-ul soluiei, deci permite msurarea acestuia. Pentru a putea aprecia valoarea potenialului electrodului de sticl, este necesar un potenial de referin, care se obine pe electrodul de referin. Potenialul electrodului de referin, de obicei un electrod de calomel, nu depinde de pH-ul soluiei, rmnnd constant. Astfel diferena de potenial dintre electrodul de sticl i cel de calomel este proporional cu pH-ul soluiei n care a fost introdus traductorul.n tabela 5.8 se prezint unele date pentru traductoarele de pH fabricate n ara noastr.Traductoarele electrochimice au o larg utilizare n industria chimic, alimentar, industria hrtiei i a celulozei etc.

3.7. Traductoare sincrone

n practic exist situaii n care transmiterea unei deplasri unghiulare ntre dou axe nu se poate realiza prin mijloace mecanice. Astfel, dac distana dintre axul conductor i axul condus este de ordinul metrilor, sau chiar mai mare, se impune o transmitere prin mijloace electrice a micrii de rotaie ntre axe. Asemenea transmisii se realizeaz cu ajutorul traductoarelor sincrone, cunoscute i sub denumirea de selsine. Un selsin este o main electric construcie special reprezentat simplificat n figura 5.39, a. rotorul 1 are o singur nfurare care este alimentat cu o tensiune sinusoidal U, iar statorul 2 are trei nfurri, decalate ntre ele cu 120 de grade i legate n stea. Curentul electric ce parcurge nfurarea rotoric creeaz un cmp electromagnetic care induce n cele trei bobine statorice t.e.m., a cror valoare depinde de tensiunea U i de poziia fa de vertical a rotorului. Dac rotorul ocup poziia reprezentat n figura 5.39, b, atunci t.e.m. induse n bobine statorice se determin din relaiile:

Pentru a efectua transmiterea la distant a deplasrilor unghiulare se realizeaz un montaj ca cel din figura 5.40, n care se folosesc dou maini identice. n acest montaj, bobinele rotorice ale selsinelor A i B sunt alimentate cu o tensiune sinusoidal U, iar nfurrile statorice sunt legate ntre ele n ordinea specific n figura 5.40.

n relaiile (5.26), Y este impedana circuitului parcurs de fiecare curent. Curenii care parcurg statorul selsinului B acioneaz asupra curentului care parcurge circuitul rotoric i, ca urmare a acestei interaciuni, rotorul selsinului B se va roti cu acelai unghi, cu care a fost rotit rotorul selsinului A, astfel nct cele dou rotoare s aib, n final, aceeai poziie fa de vertical. n felul acesta se pot transmite la distane mari deplasri unghiulare. Cu un montaj asemntor se pot efectua convertirea deplasrii unghiulare ntr-o variaie de tensiune electric care se msoar la distan.Selsinele se utilizeaz frecvent n sistemele automate.

REGULI GENERALE DE PROTECIE A MUNCII I PSI IN ACTIVITAILE DIN LABORATOR

Se lucreaz numai cu aparate a cror funcionare este bine cunoscuta. De asemenea ,este interzisa folosirea altor instalaii dect cele destinate lucrrilor din ziua respectiv. n toate cazurile cnd prevederile lucrrii practice o cer sau atunci cnd apar complicaii in timpul lucrrii ,trebuie consultat profesorul;n timpul lucrrilor practice se folosesc rareori substane corozive. n cazul cnd acestea ajung pe piele sau mucoase trebuie imediat nlturate cu o crpa moale si apoi splate cu ap din abundenta ;S nu se blocheze uile de ieire i nici cile de acces dintre mesele de laborator.Toate lucrrile practice din laboratoarele de specialitate trebuie sa fie executate n condiii de total securitate a muncii. Cadrele didactice i laboranii trebuie sa supravegheze permanent asupra mijloacelor i instalaiilor de protecie a muncii i sa ia toate masurile necesare pentru prentmpinarea accidentelor .Activitatea in cadrul laboratoarelor se duce in general de ctre elevi pe cele dou direcii principale si anume: o activitate de instruire i formare prin efectuarea unor lucrri ,constnd din aplicaii practice conform prevederilor programelor colare o activitate de ntreinere i reparaii a instalaiilor si agregatelor din laborator.Ambele activiti necesita luarea unor masuri de protecie a muncii generale i specifice,menite sa asigure securitatea deplina a elevilor.In cadrul lucrrilor de laborator,elevii au de executat diferite manevre la panouri de comand pentru a trece la diferite regimuri de funcionare,de a nregistra datele experimentale i de a le interpreta.n timpul desfurrii lucrrii de laborator, pot aprea pericole de natur electric,mecanic i termic.Accidentele de natur mecanic pot proveni din mai multe cauze,dintre care enumerm pe cele mai probabile:desfacerea uruburilor de la cuple, ieirea de pe axa cuplelor, fisurarea si ruperea cuplelor,griparea lagrelor,descentrarea rotoarelor.Accidentele electrice pot proveni din mai multe cauze cum ar fi: conectarea incorect a fazelor si nulului la bornele tablourilor conectarea conductorilor la borne cnd acestea sunt sub tensiune punerea sub tensiune a carcaselor mainilor si aparatelor.Accidentele de natura termic pot aprea in special datorit efectului termic al unor cureni ce depesc limitele admise. Pentru evita tuturor acestor pericole se vor respecta ntocmai instruciunile referitoare la protecia muncii ,la lucrrile practice de laborator .nainte de prima lucrare de laborator, elevii sunt obligai sa ia cunotin de coninutul regulilor de mai sus,sa-si nsueasc prevederile instruciunilor NTSM i sa completeze fisa de instructaj pentru protecia muncii.ImportantPunerea si scoaterea de sub tensiune a laboratorului se face numai de ctre laborant sau profesorul conductor. Este interzis accesul elevilor la tabloul general. Elevii au acces numai la tablourile de alimentare de la posturile de lucru.Protejarea de aciunea curentului, la contactul direct cu anumite pri metalice ale instalaiilor care au intrat sub tensiune in mod ntmpltor.Pentru a se evita o astfel de accidentare se va asigura legarea la pmnt sau legarea la nul,conform regulilor de electrosecuritate. Periodic se va verifica instalaia de legare la pmnt, lucrrile efectundu-se de ctre persoane de specialitate, autorizate n acest scop.n apropierea instalaiilor sub tensiune nalt se impune afiarea plcilor avertizoare i ngrdirea locurilor respective iar elevii care viziteaz ntreprinderile trebuie s fie sub strict supraveghere a cadrelor didactice i a delegatului ntreprinderii.La alimentarea aparatelor electrice de la reea se vor folosi tensiunile reduse prevzute n normele de electrosecuritate. De asemenea revizia periodic a ntregii instalaii electrice i a aparatelor respective se va face de ctre personalul calificat.Staiile de amplificare, aparatele i utilajele electrice vor fi instalate numai n ncperi uscate i curate. Alimentarea acestora prin derivaii provizorii, de la tabloul de distribuie este interzis. Se interzice utilizarea mainilor i utilajelor la puteri nominale mai mari dect suport reeaua.Electrocutarea se produce atunci cnd omul atinge simultan dou punte care au ntre ele o diferen de potenial mai mare de 40 V. Gravitatea electrocutrii este determinat de intensitatea curentului care strbate organismul, traseul urmat de curent prin corp, durata aciunii curentului, mrimea suprafeei de contact i umezeala mediului.Electrocutrile sunt provocate prin atingere direct sau indirect. Se disting urmtoarele puncte de electrocutri : electrocutarea prin contact direct faz-pmnt electrocutarea prin contact direct faz-neutru electrocutarea prin contact indirectn caz de electrocutare msurile de prim-ajutor trebuie luate n funcie de starea n care se gsete accidentatul, astfel : scoaterea rapid a accidentatului de sub tensiune prin ntreruperea circuitului respectiv, cu respectarea tuturor prevederilor din normele n vigoare, deoarece dac accidentatul este atins de o persoan nainte de scoaterea lui de sub tensiune aceasta poate fio electrocutat. cel care ofer ajutorul va folosi obiecte din materiale uscate, ru conductoare de electricitate (esturi, funii, mnui), iar la instalaiile de nalt tensiune este obligatorie folosirea mnuilor i a cizmelor din cauciuc. n cazul cnd accidentatul este n stare de lein trebuie anunat medicul sau salvarea. Pn la sosirea acestora, persoana accidentat se va aeza ntr-o poziie linitit, mbrcmintea i va fi desfcut pentru facilitarea respiraiei, accidentatului dndu-i-se n acelai timp s miroase o soluie de amoniac dac accidentatul a ncetat s mai respire sau respir anormal, rar, convulsiv, i se va face imediat respiraie artificial. Pentru reanimarea accidentatului fiecare secund este preioas. Dac scoaterea de sub tensiune i nceperea respiraiei artificiale se face imediat dup electrocutare readucerea la via reuete de cele mai multe ori. De aceea, primul ajutor trebuie acordat fr ntrziere chiar la locul accidentului.

BIBLIOGRAFIE :

Mihoc Dan, Palcu Ioan Automatizri, Ed. Didactic i pedagogic, Bucureti 1970

Componente i circuite electronice, Drago Cosma, Ctlin Cosma, Aurelian Chivu, Ana Maria Chivu, Ed. Arves

A. Antonescu, I. Tomescu Verificarea releelor de protecie i automatizare din staii electrice i posturi de transformare

26