Заключение

В пособии рассмотрены только датчики механических величин – перемещения, скорости, ускорения, усилия и крутящего момента. Кроме датчиков общего применения представлены некоторые виды датчиков применяемых в системах управления подвижными объектами, в частности летательными аппаратами. В работе рассматриваемых датчиков использованы хорошо исследованные физические явления, конструкция традиционных датчиков много лет совершенствуется, они давно освоены промышленностью и поэтому широко применяются.

В связи с развитием техники, в первую очередь микроэлектроники, появляются датчики, использующие другие физические явления для получения информации о перемещениях. Все более широкое распространение получают датчики с использованием эффекта Холла и магниторезисторы /13/. В этих датчиках исключаются подвижные контакты, возможна эффективная миниатюризация. Такие датчики снабжаются встроенными электронными схемами усилителей, поскольку первичные сигналы имеют малую величину. Современное состояние микроэлектроники позволяет включать в конструкцию датчиков преобразователи сигналов в цифровую форму, что облегчает их применение в цифровых системах управления.

Возможность широкого внедрения в состав конструкции миниатюрных электронных схем позволяет реализовать идею «интеллектуальных датчиков», которые кроме операций измерения заданного параметра могут производить:

- первичную обработку сигнала – фильтрацию, нормализацию, статистическую обработку,

- коррекцию статической характеристики, в частности линеаризацию, в соответствии с хранящейся в памяти зависимостью,

- содержат специальные средства для выполнения самоконтроля, тестирования, с выдачей сигнала готовности или сигнала неисправности в управляющую ЭВМ системы,

- защиту датчика при отклонении от номинальных значений параметров источника питания и от короткого замыкания по выходу,

- реализации стандартных портов ввода-вывода данных (USB, CAN, RS-232 и другие).

Для реализации этих возможностей в состав интеллектуального датчика входит микроконтроллер. Новое поколение датчиков отличается высокой надежностью и большим сроком службы. Изготовление датчиков с использованием технологии микроэлектроники существенно снижает их стоимость при массовом производстве.

При включении в систему управления интеллектуальных датчиков упрощается создание системы, появляется возможность повысить точность и надежность системы, реализовать дополнительные функции (самоконтроль, защиту). Но при использовании интеллектуальных датчиков может возникнуть проблема, связанная с тем, что реализация дополнительных возможностей дает задержку выдачи информации. Поэтому при создании динамичных, быстродействующих систем необходима оценка соответствующими методами теории автоматического управления влияние этого запаздывания на устойчивость и качество системы.

Для успешного использования интеллектуальных датчиков необходимо обладать определенными знаниями по микропроцессорной технике в дополнение к той информации, которая представлена в настоящем пособии.

Кроме рассмотренных в пособии датчиков механических величин в технике находят применение датчики для получения информации о самых разнообразных немеханических процессах: давления, расхода жидкости или газа, температуры, освещенности, параметров радиоактивного излучения, состава вещества, концентрации вещества в составе среды и многие другие. Часто в конструкции подобных датчиков в качестве составной части применяются датчики перемещения. Так в датчиках давления деформация под действием давления упругого элемента конструкции (мембраны, сильфона) преобразуется в электрический сигнал с помощью датчика перемещения, являющегося таким образом частью датчика давления.

Для знакомства с этими датчиками и их изучения следует использовать современную техническую литературу и возможности Интернета.