12) Классификация датчиков

Датчики перемещения угла поворота – омические (реостатные, жидкостные, датчики контактного сопротивления, омические тензодатчики, механотроны); индуктивные (с переменным числом витков, магнитоупругие датчики, индуктивные датчики с переменным реактивным магнитным сопротивлением); трансформаторные датчики перемещения (вращающиеся трансформаторы, трансформаторные датчики угла поворота, трансформаторные датчики силы, сельсины); магнито модуляционные (элементы Холла, феррозонды, магнитотроны, магнитоуправляемые герметизированные контакты); емкостные и пьезоэлектрические; радиационные, акустические и термические (оптические); пневматические и гидравлические. Компенсационные датчики, датчики с частотным, времяимпульсным и цифровым выходами. Датчики моментов вращения, размеров и уровня – датчики момента вращения (емкостной, индуктивный, магнитоупругий, частотный); датчики размеров и толщины (пневмоэлектрические дифференциальные датчики размеров, емкостной датчик диаметра, датчик толщины покрытия, датчик отклонения веса); датчик уровня (поплавковые, гидростатические, ультразвуковое реле). Датчики скорости, ускорения параметров вибрации – датчики скорости (механически и электрические); датчики ускорения и вибрации (пьезоэлектрический датчик ускорения, индуктивный датчик амплитуды вибрации, датчик скорости и амплитуды вибрации. Датчики давления – датчик давления с механическими воспринимающими органами (поршневые, мембранные, сильфонные); датчики давления с электрическими и термическими воспринимающими органами. Датчики расхода (расходомер переменного перепада давления, датчик скоростного напора, датчики массового расхода, термический датчик расхода, ионизационный датчик расхода. Датчики реле и температуры – датчик с механически воспринимающими органами, датчик с электрическими воспринимающими органами (термопары, термометры сопротивления); радиационные датчики температуры (датчики основанные на измерении интенсивности излучения в ограниченном участке спектра, радиационные пирометры).

13) Реостатные датчики

Датчики перемещения и угла поворота реостатного типа представляют собой регулируемые омические сопротивления специальных исполнений. В отличии от обычных регулировочных реостатов к датчикам предъявляются требования: наличие однозначной зависимости между величиной сопротивления и перемещения. Действие датчиков основано на преобразовании линейной или углового перемещения в измерении омического сопротивления реостата путем измерения положения контактных щеток. Основными элементами реостатных датчиков являются: каркас с нанесенным на него сопротивлением в виде намотки из проводов или полупроводника или пленки металла; токосъемная щетка скользящая непосредственно по поверхности сопротивления или по ряду соединенных с ней контактов.

Датчики с секционированной намоткой (в) и контактным переключением выполняют со скользящей щеткой, ртутным переключателем (г) или с разрывными контактами (д). датчики этого типа допускают сравнительно небольшую нагрузку, т.к. контакты работают в благоприятном режиме. Шунт – ответвление, электрический проводник, присоединяемый к параллельному участку электрической или магнитной цепи для ответвления части цепи. Бесступенчатый датчик с ртутной щеткой (е) представляет собой кольцевую трубку с протянутой внутри проволкой, наполовину заполненной ртутью. При повороте трубки ртуть переливается и изменяет длину и сопротивление выступающих контактов проволки. Материалы проволки и каркаса выбирают так, чтобы их температурные коэффициенты расширения отличались незначительно. В противном случае изменение температуры датчика приводит к распусканию обмотки или появлению недопустимых напряжений. - температурное напряжение Епр- модуль упругости материала кг/см², αк- температурный коэффициент расширения каркаса 1/°С, αпр- темпер.коэф. проволки 1/°С, tр- рабочая темпер.датчика, tн- темпер, при которой производилась намотка. , Fн- натяжение проволки при намотке кг, qпр- сечение проволки см², σн- начальная темпер напряжения, σдоп – допустимая, 0<σн+σ<σдоп. Габариты датчика определяются потребляемой им мощностью. Допустимый по нагреву ток находится из выражения: , μ- коэф. теплоотдачи, Sохл- поверхность охлаждения. t_pmax- допускаемая применяемыми материалами. Характеристика линейная реостатного датчика имеет вид: , R- омическое сопротивление датчика, L- полная длина намотки, r₀- сопротивление приходящееся на единицу длины каркаса, х- перемещение щетки. Для получения нелинейной характеристики Rx=f(x) используется: 1)фигурные каркасы, сечение которого меняется по длине. , q- сечение обмоточного провода, h- переменная ширина каркаса, ρ- удельное сопротивление материала провода, ω₀- число витков обмотки на единицу длины каркаса, b- толщина каркаса. 2)ступенчатые каркасы, обеспечиваются линейную аппроксимацию требуемой зависимости. 3) шунтирование отдельных участков обмотки каркасного датчика . Погрешность реостатного датчиков определяются: 1)ступенчатостью изменения сопротивления; 2)изменение сопротивления от температуры; 3)изменение свойств материала. Погрешность может достигать 1-2%; 4)отклонение фактической характеристики от расчетной нелинейность характеристики лежит в пределах 0,1-3%. Преимущества реостатных датчиков: легкая воспроизводимость характеристик при изготовлении, большая чувствительность, большая выходная мощность. Недостатки: невысокий срок службы, малая надежность.