Общие сведения. Датчиком (измерительным преобразователем)называется элемент автоматики, преобразующий измеряемую физическую величину (перемещение

ДАТЧИКИ

Датчиком (измерительным преобразователем)называется элемент автоматики, преобразующий измеряемую физическую величину (перемещение, скорость перемещения, ускорение перемещения, давление, температуру, деформацию, напряжение и т.п.) в сигнал, обычно электрический, для последующей его передачи, обработки или регистрации в системе автоматизации. Сигнал на выходе измерительного преобразователя (датчика) непосредственно потребителем не воспринимается (в отличие от измерительного прибора). Вследствие того, что наибольшее распространение в настоящее время получили электронные системы автоматизации, большинство измерительных преобразователей преобразовывает неэлектрические физические величины в электрический сигнал.

По отношению к потокам энергии, управляемой датчиком, их разделяют на пассивные (генераторные) и активные (параметрические).

Пассивный преобразовательвоспринимает физическое воздействие, связанное с передачей энергии какой-либо системы, преобразует это физическое воздействие и передает результат преобразования другой системе. При этом преобразование происходит полностью за счет энергии самого воздействия. Примеры: термопара, солнечная батарея, пьезокерамическая пластина.

В активном преобразователепреобразование физического воздействия в выходную величину производится за счет подвода дополнительной энергии от питающей системы. Фактически, в активном преобразователе физическое воздействие управляет потоком энергии источника питания. Таких датчиков большинство, они обладают как правило лучшими характеристиками.

На датчик могут воздействовать различные физические величины (давление, температура, влажность, вибрация, электрические и магнитные поля и т.п.), но воспринимать он должен только одну величину х, называемую естественной измеряемой величиной.

Нормальные условия эксплуатации некоторых типов датчиков совпадают с нормальными условиями эксплуатации элементов автоматики, однако ряд датчиков предназначены для эксплуатации в условиях, когда один или несколько параметров выходят за их пределы (например, у датчика температуры, датчика давления, датчика влажности и т.п.). Изменения условий эксплуатации датчиков от нормальных условий фиксируются в технических паспортах изделий.

При отклонениях условий эксплуатации датчиков от паспортных условий эксплуатации возникают дополнительные погрешности датчика. Они выражаются в процентах, отнесенных к изменению неизмеряемого параметра (например, температурная погрешность 1 % на 5 °С).

Требования к датчикам зависят от измеряемой физической величины и условий эксплуатации.

Существуют следующая совокупность основных, наиболее общих требований:

1. Отсутствие вредных воздействий на организм человека.

2. Необходимая чувствительность и точность.

3. Высокая перегрузочная способность.

4. Устойчивость к химическим и физическим воздействиям измеряемой и окружающей сред.

5. Направленность действия (отсутствие воздействия датчика на параметры измеряемой среды).

6. Малая чувствительность к неизмеряемым воздействиям.

7. Унифицированность, взаимозаменяемость.

8. Малая масса и габариты.

9. Экономичность энергопотребления.

10. Технологичность производства.

В любом датчике можно выделить воспринимающий (чувствительный) элемент, преобразующий элемент, выходной элемент. Иногда функции элементов совмещаются.

Наиболее целесообразно классифицировать датчики по измеряемому физическому параметру:

1) механические (перемещение, скорость, ускорение, сила, момент, ориентация в пространстве);

2) электрические (электрическое поле, напряжение, ток, сопротивление, проводимость, частота, фаза);

3) магнитные (напряженность магнитного поля);

4) электромагнитные (интенсивность радиоволн, частота, фаза);

5) гидравлические (давление, расход жидкости);

6) пневматические (давление, расход газа или пара):

7) термические (температура);

8) оптические (интенсивность оптического излучения, длина волны);

9) акустические (величина звукового давлений, частота, фаза);

10) ядерные (ионизирующие свойства излучения).

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 285; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!