9. Датчики

Классификация датчиков. Характеристики и параметры датчиков. Требования, предъявляемые к датчикам. Параметрические (резисторные, емкостные, индуктивные, трансформаторные) датчики. Генераторные (индукционные, пьезоэлектрические, термоэлектрические, Холла) датчики [1, с.466-483; 2, с.180-200; 6, с.198-247].

9.1. Методические указания

Необходимо уяснить назначение, основные характеристики и параметры датчиков.

Изучить основные типы параметрических и генераторных датчиков, уметь привести примеры использования датчиков различных типов для контроля и измерения физических величин.

При изучении датчиков нужно обратить особое внимание на способы повышения чувствительности и линейности характеристики, уменьшения погрешности и воздействия на контролируемый элемент.

9.2. Контрольные вопросы

9.2.1. Что такое чувствительность, порог чувствительности и номинальная характеристика датчика? Какие существуют виды погрешностей датчиков?

9.2.2. Какие типы датчиков используются для контроля угла поворота и линейного перемещения? Кратко объясните их принцип действия.

9.2.3. В чем состоит разница между индуктивными и индукционными датчиками? Приведите примеры того и другого типа датчиков.

9.2.4. Какие типы датчиков, и каким образом используются для контроля механических нагрузок?

9.2.5. Перечислите типы датчиков частоты вращения, объясните их устройство и принцип действия.

9.2.6. Что такое параметрический датчик? Приведите примеры параметрических датчиков. Опишите один из видов параметрических датчиков более подробно.

9.2.7. Какие датчики могут быть использованы для контроля линейных и угловых перемещений? Дайте их краткую характеристику.

9.2.8. Опишите индуктивные и дифференциально-индуктивные датчики: разновидности, принцип действия, достоинства и недостатки.

9.2.9. Опишите конструкции и принцип действия датчиков с перемещающимся экраном и перемещающейся обмоткой.

9.2.10. Что такое генераторный датчик? Приведите примеры генераторных датчиков. Опишите один из видов генераторных датчиков более подробно.

9.2.11. Перечислите датчики электромеханического принципа действия и датчики статического принципа действия, назовите области их применения.

9.2.12. Приведите пример использования датчика Холла.

9.2.13. Охарактеризуйте резисторные датчики.

9.2.14. Опишите назначение, область применения датчиков и требования, предъявляемые к ним.

9.2.15. Укажите общие достоинства и недостатки пассивных и активных датчиков.

9.2.16. Приведите схемы включения резистивных датчиков.

9.2.17. Пренебрегая внутренним сопротивлением обмотки и потерями в стали, напишите для индуктивного датчика, описанного в [2, п. 3.2.2] выражение, связывающее изменение зазора между якорем и магнитопроводом и ток в обмотке датчика.

9.2.18. Охарактеризуйте емкостные датчики.

9.2.19. Опишите конструкции трансформаторных датчиков.

9.2.20. Дайте характеристику тензорезисторных датчиков.

10. Электрические аппараты статической коммутации

Общий принцип действия бесконтактных аппаратов. Их преимущества и недостатки по сравнению с контактными аппаратами [4, с. 264; 7, с. 164-166].

Применение полупроводниковых приборов в электрических аппаратах [1, с. 173-181, 324-325; 2, с. 552-576, 628-644; 4, с. 270-277].

Полупроводниковые электрические аппараты [1, с. 403-449, 455-466; 4, с. 280-294; 7, с. 160-173]. Операционные усилители и их применение в полупроводниковых реле и расцепителях автоматов. Оптронные реле [1, рис. 12.30,31].

Силовые электронные ключи. Основные типы силовых диодов. Основные классы силовых транзисторов. Тиристоры [2, с. 385-425]. Модули силовых электронных ключей. Системы управления силовых электронных аппаратов. Интегральные микросхемы в системах управления. Цифровые устройства систем управления [2, с. 427-503, 504-520].

Микропроцессоры в электрических аппаратах. Конструкции микропроцессорных контроллеров. Применение микроконтроллеров в электрических аппаратах [2, с. 525-550].

Гибридные и тиристорные контакторы. Силовые схемы гибридных контакторов [1, рис. 4.32,33]. Гибридные контакторы с управлением по току коммутируемой цепи. Гибридные контакторы с синхронизирующими устройствами. Конструкция гибридного контактора. Тиристорные контакторы постоянного и переменного тока [2, с. 552-576, 628-643].

Магнитные усилители [1, с. 245-281; 4, с. 264-270, 278-280]. Принцип действия дроссельного усилителя и усилителя с самонасыщением (МУС). Характеристики и параметры МУС. Реверсивные магнитные усилители. Бесконтактные магнитные реле на основе МУС.