Динамічні властивості сприймаючих елементів та датчиків.
Пристрій, що служить для формування сигнала помилки, називається дитчиком. Датчик складається з задаючого, вимірювального та порівняльного елементів. Пристрій, що служить для перетворення вимірювальної технологічної величини в іншу, яка пропорційна їй, але більш зручну для використання у послідуючих елементах САР, називають сприймаючим (чутливим)елементом.
У якості сприймаючих елементів використовують:
сильфони;
мембрани;
трубчасті пружини;
центробіжні тахометри;
терморезистори;
термопари;
фотоелементи;
фоторезистори;
п’єзокварцові пластини;
сельсини;
тахогенератори.
По характеру вихідної величини датчики діляться на дві групи – з механічним та електричним виходом. У динамічному відношенні датчики представляють собою пропорціональні або аперіодичні ланки. Датчики з пружними елементами являються коливальними ланками. Датчики з неелектричним виходом, які мають довгі лінії зв’язку (наприклад, манометричні термометри, газоаналізатори) володіють чистим запазданням.
Датчики опору.
Датчиками опору називають перетворювачі зусилля, деформації, механічного переміщеня або кута нахилу у зміні величини електричного опору. Розрізняють слідуючі види датчиків опору:
реостатні (потенціометричні);
тензометричні;
кутові (контактні).
У реостатних датчиках при переміщенні рухомого контакту (движка) змінюється опір між крайними точками реостата та движком. Реостатні датчики бувають дротяні, плівкові та рідинні.
Дротяні датчики виконуються з прямолінійним, кільцевим або спиральним каркасом.
Тензометричні датчики (тензодатчики) перетворюють деформацію твердих тіл у зміну опору. Вони бувають дротяні та фольгові. Дія тензодатчиків грунтується на зміні опору дроту (фольги) при її розтягненні або звуженні. Пристрої, у яких сприймаючим елементом служить напівпровідниковий опір, виготовлені з суміши вугільного порошку, графіту або сажі з бакелитовим лаком або шелаком, називають тензолітовим датчиком (тензолітами).
Контактними датчиками називають ті, у яких вихідний опір змінюється під дією прикладеної сили, в результаті зміни перехідного опору між графітовими шайбами, які створюють вугільний стовб.
У динамічному відношенні датчики опору представляють собою пропорціональні ланки. Значення коефіцієнта передачі різних датчиків опору приведені у табл.11.
Таблиця 11.
Коефіцієнти передачі датчиків опору.
Схема |
Тип датчика |
К |
Примітки |
|
Реостатний |
U1 |
U1- напруга живлення, В;
Rн- опір навантаження, Ом; R – повний опір датчика, Ом |
|
U1 |
||
|
|
||
|
|
||
|
U1 |
продовж. табл. 11.
Схема |
Тип датчика |
К |
Примітки |
|
Контактний , типу “вугільний стовб” |
|
F0 – початкове зусилля стиснення стовба, H; R0 – опір стовба при зусиллі F0, Ом; k- постійний коефіцієнт, який зале-жить від властивостей вугілля, Ом·Н |
|
Тензодатчик |
|
Rт.е-опір тензочутливого елемен- ту, Ом; ℓт.е- довжина тензочутливого еле-менту, м; n-число рядків дроту в повздовжньо-му напрямку бази; Ks- коефіцієнт тензочутливісті |
Коефіцієнт передачі тензодатчиків залежить не тільки від їх конструкції (геометричних розмерів), але й від матеріалу, з якого виготовлений дріт. Рід матеріалу враховується коефіцієнтом тензочутливості Ks, який представляє відношення відносного приросту опору до відносної зміни лінійного розміру дрота. Нижче приведені значення коефіцієнта Ks для деяких найбільш розповсюджених матеріалів.
Коефіцієнти тензочутливості деяких матеріалів
Манганін 0,5 Едванс 2,1 Копель 2,4 Платиноіридій 5,8
Константан 1,9 – 2,1 Ніхром 2,1 – 2,3 Елінвар 3,2 – 3,5 Нікель 12,6