Параметрические датчики

Классификация датчиков

Показатели датчиков

Глава 2. Датчики - их назначение, принцип действия.

 

Датчик - первичный преобразователь контролируемой или регулируемой величины в выходной сигнал, удобный для дистанционной передачи и дальнейшего использования.

 

Это элемент:

- измерительного,

- сигнального,

- регулирующего

- управляющего

устройств, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы..

 

В состав датчика входят:

 

- воспринимающий (чувствительный)элемент;

- один или несколько промежуточных преобразователей.

 

Довольно часто датчик состоит только из одного воспринимающего органа (например: термопара, термометр сопротивления и т.д.)

 

 

1. Чувствительность датчика - изменение выходной величины в зависимости от изменения входной величины;

 

2. Погрешностью датчика - изменение выходного сигнала, возникающее в результате изменения внутренних свойств датчика или изменения внешних условий его работы.

 

3. Инерционность датчика - отставание изменений выходной величины от изменений входной величины.

 

Все эти показатели датчиков необходимо учитывать при выборе датчиков для автоматизации конкретной машины или технологического процесса.

 

 

 

А. В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают:

- датчики механических перемещений (линейных и угловых), - пневматические,

- электрические,

- расходомеры,

- датчики скорости,

- датчики ускорения,

- датчики усилия,

- датчики температуры,

- датчики давления и др.

 

P.S. В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности:

- температура – 50%,

- расход (массовый и объемный) – 15%,

- давление – 10%,

- уровень – 5%,

- количество (масса, объем) – 5%,

- время – 4%,

- электрические и магнитные величины – менее 4%.

 

 

В. По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают:

- неэлектрические,

- электрические (большинство):

а) датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения), б) датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения),

в) датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения),

г) датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

 

Достоинства электрических измерений:

 

- электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью;

- электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;

- они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

 

Различают три класса датчиков:

 

- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;

- цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоич­ное слово;

- бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1) - получили широкое распространение благодаря своей простоте.

 

Требования, предъявляемые к датчикам:

 

- однозначная зависимость выходной величины от входной;

- стабильность характеристик во времени;

- высокая чувствительность;

- малые размеры и масса;

- отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр;

- работа при различных условиях эксплуатации;

- различные варианты монтажа.

С. По принципу действия:

- параметрические (датчики-модуляторы) - входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика.

 

- генераторные - осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал;

 

 

Параметрические датчики (датчики-модуляторы) входную величину X преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика.

 

Передать на расстояние изменение перечисленных параметров датчика без энергонесущего сигнала (напряжения или тока) невозможно.

Поэтому параметрические датчики требуют применения специальных измерительных цепей с питанием постоянным или переменным током.

 

Виды параметрических датчиков: