23. Технические средства систем управления — датчики. Классификация датчиков.

Датчик — это первичный измерительный преобразователь, который преобразует контролируемую физическую величину (перемещение, температуру, давление и т.д.) в сигнал, удобный для дальнейшего использования в системе управления (чаще всего электрический). Классифицируют датчики по нескольким признакам: по выходной величине — электрические, гидравлические, пневматические; по измеряемой величине — перемещения, температуры, скорости, ускорения, давления, деформации и др.; по типу выходного сигнала — параметрические (пассивные), которые меняют свой параметр

(сопротивление, индуктивность, ёмкость) под действием входной величины и требуют внешнего питания, и генераторные (активные), которые сами генерируют электрический сигнал (термопары, пьезодатчики, фотоэлементы).

23. Основные характеристики датчиков и требования к ним.

К основным характеристикам датчиков

относятся: статическая характеристика — зависимость выходного сигнала от входного в установившемся режиме; чувствительность (S) — отношение изменения выходной величины к вызвавшему его изменению входной (S = dy/dx); порог чувствительности — минимальное изменение входной величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала; гистерезис — неоднозначность характеристики при прямом и обратном ходе; погрешности — основная (в нормальных условиях) и дополнительные (от влияющих факторов); динамические характеристики — поведение датчика при быстрых изменениях входной величины. Основные требования к датчикам: высокая точность и надежность, малые габариты и масса, высокая чувствительность, достаточная мощность выходного сигнала, простота конструкции и невысокая стоимость.

23. Датчики перемещений. Реостатные датчики.

Реостатные датчики (проволочные потенциометры) преобразуют перемещение в изменение активного сопротивления и напряжения. Они состоят из каркаса, на который намотана проволока, и подвижного контакта (щётки), скользящего по виткам обмотки. Статическая характеристика близка к линейной. Преимущества: простота конструкции, стабильность характеристик, возможность работы на постоянном и переменном

токе. Недостатки: наличие скользящего контакта, который изнашивается и окисляется, ограниченная скорость перемещения, низкая чувствительность и наличие зоны нечувствительности из-за трения контакта.

23. Датчики перемещений. Индуктивные датчики перемещений.

Принцип действия индуктивных датчиков основан на изменении индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником при изменении воздушного зазора в магнитопроводе. При уменьшении зазора индуктивность растёт, при увеличении — падает. Используются для измерения малых перемещений (от долей микрона до 5 мм). Бывают однотактные(нереверсивные, не определяют направление) и двухтактные (дифференциальные и мостовые, позволяют определить направление движения). Преимущества: отсутствие скользящего контакта, высокая чувствительность и

надежность. Недостатки: зависимость от внешних магнитных полей, необходимость больших входных усилий, влияние температуры.