Лекція 5
Тема: «Класифікація датчиків, принцип дії датчиків, різновиди, використання.»
Мета: Розглянути класифікацію датчиків, особливості використання, параметри
План:
- Визначення датчика та його функціональна схема
- Класифікація електричних датчиків
- Класифікація датчиків
Ультразвукові
Датчики приближення
Індуктивні
Датчик – це пристрій, що вимірює параметри технологічного процесу, режими роботи машин, агрегатів і перетворює виміряну фізичну величину в сигнал, зручний для подальшого використання в елементах автоматичної системи.
Рис. 1. Функціональні схеми датчиків:
а – з безпосереднім перетворенням;
б – з проміжним перетворенням;
в – з проміжним перетворенням і зворотним зв’язком
До основних характеристик датчиків належать перераховані нижче.
- Статична характеристика – залежність вихідної величини від вхідної y=f(x).
- Чутливість (коефіцієнт перетворення) – відношення вихідної величини до вхідної величини k = y/x.
- Межа чутливості – мінімальна величина на вході датчика, що викликає зміну його вихідної величини (залежить від внутрішніх та зовнішніх факторів – тертя, люфту, гістерезисну, перешкод).
- Похибка: абсолютна – різниця між дійсним значенням вихідної величини та розрахунковим значенням (Δy=y’–y); відносна – δ = Δy·100%/y.
- Динамічна характеристика це залежність вихідної величини від вхідної в перехідний період.
- Вихідна потужність.
- Вихідний опір
Будь-яка величина незалежно від її фізичної природи може бути перетворена в електричну величину (наприклад, механічний рух в індуктивність або напругу, температура в е.р.с. тощо). Такі датчики відносяться до електричних.
При перетворенні неелектричної величини в неелектричну іншої природи (наприклад, механічне переміщення в тиск повітря, рідини тощо) застосовують неелектричні датчики (механічні, пневматичні, гідравлічні та ін.).
Пневматичний датчик тиску
Механічний дверний датчик
Гідравлічний повітряний датчик
Класифікація датчиків
Рис. 5. Тензометричні датчики:
а – дротяний; б – з фольги; в – напівпровідниковий; г, д – відповідно потенціометрична і мостова схеми вмикання тензодатчиків; е – вугільний; ж – статична характеристика вугільного перетворювача
Тензометричні датчики
Ємнісні датчики
рівня
тиску
Рівня палива
Мембранні датчики
датчики тиску
СУМ-1
ВАЗ -2110
Швидкості івідстані
потоку
ВАЗ -2114
чері
Датчики температури можуть бути з механічними вихідними сигналами (тепломеханічні) та з електричними вихідними сигналами (теплоелектричні).
У системах автоматики застосовують датчики: контактні, біметалічні, термометри опору, напівпровідникові термоопори, термопари тощо.
Тепломеханічні датчики використовуються в якості сприймаючих елементів, що перетворюють зміну фактичного значення регульованої температури в переміщення контактних пластин (контактів, рис.14).
Так у термобіметалевому датчику органом, що вимірює, є спай з двох пластин металічних з різними температурними коефіцієнтами розширення.
Рис. Датчики температури: а – термобіметалевий; б – тепломеханічний; в, д – термопари; г – схема вмикання термопари для вимірювання різниць температур; е, ж, з – терморезистори (шариковий, трубчастий, дисковий); і – харатеристики терморезисторів; к, л, м – відповідно нереверсивна, диференціальна і мостова схеми вмикання терморезисторів
Датчики температури