Ім'я файлу: Документ Microsoft Word.docx
Розширення: docx
Розмір: 32кб.
Дата: 08.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
Проект.docx
Розширення: docx
Розмір: 32кб.
Дата: 08.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
Проект.docx
Електричні датчики відносяться до найбільш важливих елементів систем автоматики. За допомогою датчиків контрольована чи регульована величина перетвориться в сигнал, у залежності від зміни якого і протікає весь процес регулювання. Найбільше поширення в автоматиці одержали датчики з електричним вихідним сигналом. Крім електричних поширення одержали механічні, гідравлічні і пневматичні датчики. Вхідним сигналом датчиків можуть бути усілякі фізичні величини: механічне переміщення, швидкість, сила, температура, тиск, витрата, вологість і ін. У залежності від виду вхідного сигналу розрізняють датчики переміщення, швидкості, сили, температури й ін. Це електричні датчики неелектричних величин.
При автоматизації електромереж і електроустановок виникає необхідність в одержанні сигналів, що відповідають струму, напрузі, потужності й іншим електричним величинам. Для цього використовують датчики струму, напруги, потужності й ін. У них одна електрична величина - вхідний сигнал - перетвориться в іншу електричну величину - вихідний сигнал. По характері формування електричного вихідного сигналу електричні датчики поділяються на параметричні (пасивні) і генераторні (активні). У параметричних датчиках зміна вхідного сигналу викликає відповідну зміна якого-небудь параметра електричного кола (активного опору, індуктивності, ємності). Генераторні датчики є джерелами електричної енергії, що залежить від вхідного сигналу.
Також прийнята класифікація електричних датчиків у залежності від принципу дії чи методу, використовуваного при перетворенні вхідного сигналу в електричний вихідний сигнал. Відповідно до цим електричні датчики підрозділяють на контактні, потенціометричні, тензометричні, електромагнітні, п'єзоелектричні, ємнісні, термоелектричні, струнні, фотоелектричні, ультразвукові інші Треба відзначити, що цей ряд безупинно розширюється - усі нові і нові фізичні явища використовуються для перетворення вхідних сигналів з розвитком науки, техніки, технології, появою нових матеріалів. По характері зміни вихідного сигналу розрізняють датчики неперервного (аналогового) і дискретного типу. Незалежно від значення і типу до всіх електричних датчиків пред'являються визначені технічні вимоги. Основними з них є надійність, точність, чутливість, швидкодія, мінімальні габарити, маса. Датчики розрізняють також по діапазоні зміни вхідного сигналу. Наприклад, одні електричні датчики температури призначені для виміру температури від 0 до 100 °С, а інші - від 0 до 1600 °С. Дуже важливо, щоб діапазон зміни вихідного сигналу був при цьому однаковий (уніфікований) для різних приладів.
Уніфікація вихідних сигналів датчиків дозволяє використовувати загальні підсилювальні і виконавчі елементи для самих різних систем автоматики. У нашій країні така уніфікація проведена шляхом створення Державної системи приладів і засобів автоматизації (ГСП). Уніфікація елементів і блоків ГСП прискорює процес проектування і виготовлення систем автоматики, підвищує технологічність конструкцій, спрощує комплектацію, монтаж і експлуатацію автоматичних систем.
Контактні датчики відносяться до параметричних, оскільки їхній електричний опір змінюється в залежності від вхідної механічної величини. Тому що опір змінюється стрибком (у результаті замикання чи розмикання контактів), то контактні датчики мають дискретний вихідний сигнал. Статична характеристика контактного датчика має релейний характер. Можна вважати, що вихідний сигнал несе інформацію типу "так-ні" чи "більше-менше". Тому контактні датчики застосовуються в основному в системах автоматичного контролю і сортування розмірів, а також у системах автоматичної сигналізації різних фізичних величин, претворених у переміщення. Електричні контактні датчики, що використовуються для контролю розмірів деталей, поділяють на граничні, що визначають, чи знаходиться заданий розмір у полі допуску, і амплітудні, що вимірюють відхилення деталі від заданої геометричної форми.
Розглянемо роботу граничного контактного датчика (мал. 1). Мал 1.Мал 2. На плиті 1 розміщена деталь 2, точність виконання вертикального розміру якої необхідно контролювати. До деталі підводиться вимірювальний щуп 3 і притискається за допомогою пружини 4. У залежності від розміру деталі щуп переміщається у вертикальному напрямку, повертаючи важіль 5, що несе рухливий контакт 9. При опусканні щупа замикається нерухомий контакт 10, при піднятті - контакт 8. Замикання відбувається в тому випадку, коли розмір деталі має відхилення у більшу чи меншу сторону понад припустимий. Припустимі межі відхилення можуть бути встановлені за допомогою настроювальних гвинтів 7 і 11. Для забезпечення достатнього контактного натискання служить пружина 6. Електричні зажими для підключення рухливого контакту 9 і нерухомих контактів 8 і 10 в електричний ланцюг на даній кінематичній схемі не показані. Амплітудний датчик (мал. 2) відрізняється від граничного тим, що рухливий контакт 9 має осьове переміщення в напрямних важеля 5. При обертанні деталі 2 у призмі 1 спочатку відбувається замикання рухливого контакту 9 з нерухомим контактом 8. Якщо щуп 3 продовжує підніматися, то важіль переміщається вліво, прослизаючи через рухливий контакт 9. Потім, коли максимальний розмір буде пройдений (тобто щуп почне опускатися), важіль переміститься вправо, захоплюючи за собою без прослизання рухливий контакт. Якщо відхилення розміру перевищує припустиме, то рухливий контакт замкнеться з другим нерухомим контактом 10 і в електричне коло подається сигнал про те, що деталь бракована. На граничне відхилення розміру датчик налаштовують за допомогою гвинта 11, використовуючи еталонну деталь.
Контактні датчики використовують у сортувальних автоматах, що розділяє деталі по розмірах з досить високою точністю (кілька мікрометрів). Продуктивність сортувальних автоматів досягає декількох сотень деталей у хвилину. Це висуває високі вимоги до надійності і точності контактних датчиків. Технічні показники датчиків у значній мірі залежать від матеріалу і якості виготовлення контактних пар. Порушення контакту приводить до відмовлення датчика, а обгорання і знос контактів знижують точність контролю розмірів. Навантаженням контактних датчиків досить часто є сигнальні лампи. Матеріали для контактів вибираються в залежності від контактного тиску й умов роботи датчика. Для високочутливих малопотужних контактних датчиків тиск на контактах змінюється від 0,001 до 0,02 Н. Контакти таких датчиків виконують з дорогоцінних металів (платина, золото і їхні сплави), що майже не окисляються в нормальних атмосферних умовах. При контактних тисках 0,05-1 Н застосовують срібні контакти. Для могутніх контактних датчиків контактні зусилля складають трохи Ньютона, а як матеріал контактів використовують вольфрам, молібден і їхні сплави, що володіють високими твердістю і износоустойчивостью. Перевагами контактних датчиків є простота і дешевина конструкції, простота регулювання чутливості, висока точність, можливість роботи в колах постійного і змінного струмів. До недоліків відносяться труднощі забезпечення високої надійності через наявність електричної дуги й іскріння, можливість помилкових спрацьовувань при наявності вібрацій і ударного навантаження.
Параметричні датчики призначені для перетворення неелектричного контрольованого або регульованого параметра в параметри електричного кола (R, L, C). Ці датчики отримують електричну енергію від допоміжного джерела енергії. Параметричні датчики поділяються на датчики активного опору (контактні, реостатні, потенціометричні, тензодатчики, терморезистори) і реактивного опору (індуктивні, ємнісні).
Генераторні датчики призначені для перетворення неелектричного контрольованого або регульованого параметра в ЕРС. Ці датчики не вимагають допоміжного джерела енергії, тому що самі є джерелами ЕРС. Генераторні датчики бувають термоелектричними, п'езоелектричними і тахометричними.
Типи датчиків
Є й основна група. Вона розділена на шість основних напрямків:
Температура.
Інфрачервоне випромінювання.
Ультрафіолет.
Сенсоре.
Наближення, рух.
Ультразвук.
УФ-датчик
Ці датчики вимірюють інтенсивність або потужність падаючого ультрафіолетового випромінювання. Форма електромагнітного випромінювання має більшу довжину хвилі, ніж рентгенівське випромінювання, але все ж коротше, ніж видиме випромінювання.
Активний матеріал, відомий як полікристалічний алмаз, використовується для надійного вимірювання ультрафіолету. Прилади можуть виявляти різний вплив на навколишнє середовище.
Критерії вибору пристрою:
Діапазони довжин хвиль у нанометрах (нм), які можуть бути виявлені ультрафіолетовими датчиками.
Робоча температура.
Точність.
Вага.
Діапазон потужності.
Принцип дії
Ультрафіолетовий датчик приймає один тип енергетичного сигналу і передає інший тип сигналів. Для спостереження і запису цих вихідних потоків вони направляються на електричний лічильник. Для створення графіків і звітів показники передаються на аналого-цифровий перетворювач (АЦП), а потім на комп 'ютер з програмним забезпеченням.