Раздел II электрические датчики

Глава 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ.

КОНТАКТНЫЕ ДАТЧИКИ

§ 3.1. Типы электрических датчиков

Электрические датчики относятся к наиболее важным элементам систем автоматики. С помощью датчиков контролируемая или регу­лируемая величина преобразуется в сигнал, в зависимости от изме­нения которого и протекает весь процесс регулирования. Наиболь­шее распространение в автоматике получили датчики с электриче­ским выходным сигналом. Объясняется это прежде всего удобством передачи электрического сигнала на расстояние, его обработки и возможностью преобразования электрической энергии в механиче­скую работу. Кроме электрических распространение получили меха­нические, гидравлические и пневматические датчики.

В гл. 1 было отмечено, что входным сигналом датчиков могут быть самые различные физические величины: механическое пере­мещение, скорость, сила, температура, давление, расход, влажность и др. В зависимости от вида входного сигнала различают датчики перемещения, скорости, силы, температуры и др. Это электриче­ские датчики неэлектрических величия. При автоматизации элект­росетей и электроустановок возникает необходимость в получении сигналов, соответствующих току, напряжению, мощности и другим электрическим величинам. Для этого используют датчики тока, на­пряжения, мощности и др. В них одна электрическая величина — входной сигнал — преобразуется в другую электрическую величи­ну — выходной сигнал.

По характеру формирования электрического выходного сигнала электрические датчики делятся на параметрические (пассивные) и генераторные (активные). В параметрических датчиках изменение входного сигнала вызывает соответствующее изменение какого-ли­бо параметра электрической цепи (активного сопротивления, ин-

дуктивности, емкости). Генераторные датчики являются источника­ми электрической энергии, зависящей от входного сигнала.

В данной книге принята классификация электрических датчи­ков в зависимости от принципа действия или метода, используемо­го при преобразовании входного сигнала в электрический выход­ной сигнал. В соответствии с этим электрические датчики подраз­деляют на контактные, потенциометрические, тензометрические, электромагнитные, пьезоэлектрические, емкостные, термоэлектри­ческие, струнные, фотоэлектрические, ультразвуковые и др. Надо отметить, что этот ряд непрерывно расширяется — все новые и но­вые физические явления используются для преобразования вход­ных сигналов с развитием науки, техники, технологии, появлением новых материалов.

По характеру изменения выходного сигнала различают датчики непрерывного (аналогового) и дискретного типа.

Независимо от значения и типа ко всем электрическим датчи­кам предъявляются определенные технические требования. Основ­ными из них являются надежность, точность, чувствительность, бы­стродействие, минимальные габариты, масса.

Датчики различают также по диапазону изменения входного сигнала. Например, одни электрические датчики температуры пред­назначены для измерения температуры от 0 до 100 °С, а другие — от О до 1600 "С. Очень важно, чтобы диапазон изменения выходного сигнала был при этом одинаков (унифицирован) для разных прибо­ров. Унификация выходных сигналов датчиков позволяет использо­вать общие усилительные и исполнительные элементы для самых разных систем автоматики. В нашей стране такая унификация про­ведена путем создания Государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП). Унификация элементов и блоков ГСП ускоряет процесс проектирования и изготовления систем авто­матики, повышает технологичность конструкций, упрощает комп­лектацию, монтаж и эксплуатацию автоматических систем. Иными словами, применение элементов и блоков ГСП для систем автома­тики экономически выгодно.