4. Дайте определения понятия «датчик» и приведите их классификацию?
Датчик – это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства,
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.
Используемые датчики могут быть классифицированы по различным признакам:
В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают: датчики механических перемещений (линейных и угловых), пневматические, электрические, расходомеры, датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и др.
По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают неэлектрические и электрические: датчики постоянного тока, датчики амплитуды переменного тока, датчики частоты переменного тока, датчики сопротивления.
По принципу действия датчики можно разделить на два класса: генераторные и параметрические (датчики-модуляторы). По принципу действия датчики также можно разделить на омические, реостатные, фотоэлектрические (оптико-электронные), индуктивные, емкостные и д.р.
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).
5. Нарисуйте принципиальную схему lc-генератора и поясните его работу.
Катушка индуктивности L1 имеет незамкнутый магнитный сердечник, магнитные линии которого замыкаются через воздушный промежуток. При приближении к такой катушке пластины, изготовленной из ферромагнитного материала (например, сталь) индуктивность катушки увеличивается за счет уплотнения линий магнитного поля, а, следовательно, согласно выражению
уменьшается частота генерации. При внесении в магнитное поле катушки парамагнитного (например, алюминий) или диамагнитного (например, медь) материала, магнитное поле катушки уменьшается, что снижает ее индуктивность, а значить повышает частоту генерации.
Уменьшение амплитуды колебаний генератора при внесении металлической пластины в магнитное поле катушки индуктивности обычно более значительно для меди и алюминия, чем для ферромагнитного материала, что связано с изменением добротности катушки.
6. Чем отличаются генераторные и резонансные индуктивные датчики приближения?
В генераторном датчике приближения чувствительность генератора к приближению металлического или магнитного материала очень высока, что является важным достоинством схемы. Недостатком такой генераторной схемы индуктивного датчика приближения является разное расстояние переключения датчика для разных материалов мишени – так называемый, коэффициент редукции. Производители приводят его в своих каталогах.
В резонансных индуктивных датчиках приближения резонансная схема датчиков приближения обладает хорошей термостабильностью. Расстояние переключения индуктивного датчика с мишенями из разных материалов практически не изменяется, т.е. коэффициент редукции близок к единице. Однако, несущая частота, а, значит, амплитуда напряжения на L-C контуре, существенно зависят от стабильности напряжения питания. Поэтому, реальный допуск на изменение питающего напряжения для таких датчиков не должен быть более ±5 %.
Номинальное расстояние воздействия (Sn), указанное в технических характеристиках индуктивных датчиков приближения, относятся к стандартному объекту воздействия - это квадратная пластина из стали Ст 40, толщиной 1мм, сторона квадрата равна большему из значений: диаметру активной поверхности выключателя или значению 3Sn.