Классификация датчиков.
По природе выходной величины датчика: электрические; гидравлические; пневматические.
По виду измеряемой (преобразуемой) величины: положения; скорости; ускорения; давления (или усилия); температуры; перемещения; частоты; светового потока.
По виду выходной величины:
- параметрические (пассивные): контролируемая величина преобразуется в изменении таких параметров как электрическое сопротивление, индуктивность, емкость;
- генераторные (активные): контролируемая величина преобразуется в изменение заряда, напряжения, тока.
По принципу действия:
- датчики сопротивления : потенциометры, тензометры, терморезисторы, фоторезисторы
- датчики индуктивности и взаимной индуктивности: индуктивные, сельсины, микросины, вращающиеся трансформаторы
- магнитно индукционные: тахогенераторы постоянного и переменного тока, емкостные датчики.
Основные характеристики датчиков.
1. Входная величина. Бывает энергетической, параметрической.
2. Выходной сигнал - это определенное изменение несущей величины (ток, напряжение, мощность), вызванное изменением входной величины и используемое для передачи информации. Различают непрерывные и дискретно кодированные сигналы.
Изменение несущей величины (модуляция) может осуществляться по амплитуде, по временному признаку (изменение частоты, длительности воздействия, порядка чередования воздействия), по пространственному признаку (чередование сигналов в каналах связи).
3. Статическая характеристика датчика.
Описывает физические законы, положенные в основу работы датчика.
4
.Чувствительность датчика (S)
.
При
S=
,
статическая характеристика принимает
релейный характер (параллельна оси
ординат).
5. Порог чувствительности – это наименьшее изменение входной величины, вызывающее изменение выходной величины.
6. Гистерезис – это неоднозначность хода статической характеристики при увеличении и уменьшении входной величины.
7. Основная погрешность - отклонение реальной статической характеристики от идеальной.
8. Дополнительная погрешность вызывается изменениями внешних условий по сравнению с нормальными.
9. Максимальная мощность входных и выходных сигналов, потребляемая мощность и КПД.
10. Динамические характеристики (передаточная функция и переходная характеристика).
11.Метрологические характеристики (класс точности и допустимая погрешность): чем меньше число, обозначающее класс точности, тем меньше допустимая погрешность.
Требования к датчикам
1) Высокая динамическая точность.
2) Высокая статическая точность.
Высокая надёжность в условиях, определённых техническими требованиями.
Допустимые габариты и масса.
Высокий коэффициент преобразования (чувствительность).
Высокие мощности выходных сигналов.
Реостатные датчики.
Реостатный датчик представляет собой переменное электрическое сопротивление, величина переменного напряжения которого зависит от положения токосъёмного контакта. Предназначенные для линейных и угловых перемещений и преобразования их в электрический сигнал.
1 - каркас из изоляционного материала (пластмасса, гетинакс, керамика, алюминий с непроводящей оксидированной поверхностью).
2 - намотка из высокоомного материала (константан, манганин, иридиевая платина).
Диаметр проволоки 0,03-0,1мм – для точных датчиков, до 0,4мм – для датчиков низкой точности.
3 - подвижный токосъёмный контакт, может быть образован скользящей контактной щёткой, выполненной из сплава золота, серебра, меди.