Первичные преобразователи (датчики)

Основные элементы автоматики

Элементы автоматики классифицируются по следующим признакам:

1.По выполняемым функциям:

датчики, усилители, стабилизаторы, реле, распределители, двигатели и другие узлы (генераторы импульсов, логические элементы, выпрямители и т.д.).

2.По роду физических процессов, используемых в основе устройств,: электрические, ферромагнитные, электротепловые, электромашинные, радиоактивные, электронные, ионные и др.

Рассмотрим основные элементы, наиболее часто применяемые в автоматике, разделяя их по выполняемым функциям.

 

Датчик (первичный преобразователь, чувствительный элемент) — устройство, предназначенное для того, чтобы информацию, поступающую на его вход в виде некоторой физической величины, функционально преобразовать в другую физическую величину на выходе, более удобную для воздействия на последующие элементы (блоки). Большинство датчиков преобразуют неэлектрическую контролируемую величину х в электрическую (например, температура преобразуется при помощи термопары в электродвижущую силу (ЭДС); механическое перемещение, связанное с изменением положения якоря электромагнита, изменяет индуктивность его обмотки и т.д.).

Основной характеристикой датчика является зависимость его выходной величины у от входной х, т.е. у =f(x). – статическая характеристика

Статическая характеристика может быть линейной и нелинейной (см. рис. 3.1, а, б).

 

В общем случае уравнение преобразования для линейной статической характеристики имеет вид

 

 

где B — постоянная; K— коэффициент преобразования.

Если B = 0, то график уравнения проходит через начало координат и ИП не имеет ни выходного сигнала холостого хода у₀, ни зоны нечувствительности 0...x₀ (см. рис. 3.1, а).

При B > 0 характеристика смещена относительно начала координат по оси абсцисс на величину выходного сигнала холостого хода y₀ = В (см. рис. 3.1, в, прямая 1).

При B < 0 характеристика имеет зону нечувствительности 0...x₀, в пределах которой при изменении x y = 0 (см. рис. 3.1, в, прямая 2).

Статическая характеристика может иметь участок насыщения (см. рис. 3.1, г), тогда она описывается двумя уравнениями: на участке 0...x_к уравнением у = Kx; на участке x > x_к уравнением y = y_H.

При K = ∞ характеристика принимает релейный характер (см. рис. 3.1, д). Такая характеристика, присущая датчикам позиционного регулирования, характеризуется коэффициентом возврата:

 

 

Датчики классифицируются по следующим признакам: