16.6. Радиотехнический датчик

В системах автоматики необходимо оперативное обнаружение посторонних предметов в рабочей зоне. Для этих целей может быть применено бесконтактное радиотехническое устройство. Воспринимающая часть 1 этого устройства (рис. 16.20) представляет транзисторный автогенератор метровых волн с колебательной системой. При наличии вблизи колебательной системы автогенератора предмета изменяется его комплексное сопротивление, что вызывает дополнительные потери высокочастотной энергии, восполняемые источником питания. Вследствие этого внутреннее сопротивление автогенератора увеличивается и напряжение в точках 2 и 5 растет, что приводит к возрастанию величины тока через измерительный стабилитрон 4. Ток, протекающий через стабилитрон 4, открывает его и вызывает срабатывание исполнительного реле 3, которое включает световую или звуковую сигнализацию.

Рис. 16.20. Схема радиотехнического датчика

16.7. Датчики температуры

В системах автоматики широко используются теплоэлектрические датчики температуры: термопары, металлические полупроводниковые терморезисторы, полупроводниковые диоды и транзисторы. Такие датчики преобразуют изменение температуры в изменение ЭДС, электрического сопротивления, тока. Термопары представляют собой спай из двух разнородных металлических проводников или полупроводников, в которых под действием температуры возникает термоЭДС. Чувствительность термопары показывает величину изменения термоЭДС при изменении температуры на 1⁰С. Чувствительность термопар невелика и составляет 0,01…0,07 мВ/⁰С.

Металлические терморезисторы изготавливаются из платины (ТСП), меди (ТСМ), никеля, вольфрама. Зависимость сопротивления терморезисторов от температуры определяется R_т≈R₀(1+α∆Т), где

R₀ – сопротивление при начальной температуре Т₀,

α – температурный коэффициент сопротивления,

ΔТ=Т=Т₀.

Чувствительность терморезисторов характеризуется температурным коэффициентом сопротивления

.

Полупроводниковые терморезисторы, обладающие отрицательным температурным коэффициентом называют термисторами, с положительным температурным коэффициентом в области плюсовых температур – позисторами. В области отрицательных температур сопротивление позисторов уменьшается. Отечественной промышленностью выпускаются медно-марганцевые (ММТ), кобальто-марганцевые (КМТ) и другие термисторы, а также позисторы типа СТ51, СТ6-1А, СТ6-1Б, СТ6-2Б, СТ6-3Б, СТ6-1В и СТ6-1Г.

Зависимость сопротивления термистора от температуры определяется , где Т – температура, R_∞ - сопротивление термистора при Т→∞, с – постоянный коэффициент.

Чувствительность полупроводниковых терморезисторов в 5-30 раз выше, чем металлических.

Терморезисторы могут включаться по нереверсивной (а), дифференциальной (б) и мостовой (в) схемам (рис. 16.21). Для измерения температуры могут применяться также диоды, например, силовые диоды Д7А – Д7Ж, а также транзисторы. Чувствительность диодов до 2,2мВ/град, транзисторов до 0,4мВ/град. Терморезисторы используются в системах регулирования температур, противопожарной сигнализации, теплового контроля или защиты, в схемах температурной компенсации в частности для термокомпенсации кварцевых резонаторов, для стабилизации режимов транзисторных каскадов.

Рис. 16.21. Схемы включения терморезисторов.