Датчики. Общие сведения.
Указать назначение датчиков.
Изобразить структурную схему датчика.
Указать характеристики датчиков.
Дать классификацию датчиков.
Ответ
В системах автоматики датчик предназначен для преобразования контролируемой или регулируемой величины в выходной сигнал, более удобный для дальнейшего движения информации.
В общем виде датчик можно представить в виде чувствительного элемента ЧЭ и преобразователя Пр.
Чувствительный элемент предназначен для преобразования контролируемой величины Х в такой вид Х1, который удобен для измерения. В преобразователе происходит преобразование неэлектрического сигнала Х1 в электрический сигнал Y.
Электрические датчики делятся:
1) параметрические- служат для преобразования неэлектрического параметра в параметры электрической цепи. Получают электрическую энергию от вспомогательного источника энергии.
Делятся на:
Датчики активного сопротивления :
контактные;
реостатные;
потенциометрические
тензодатчики;
терморезисторы
датчики реактивного сопротивления:
индуктивные;
емкостные
2) генераторные- служат для преобразования неэлектрического параметра в ЭДС. Не требуют дополнительного источника энергии. Делятся:
термоэлектрические
пьезоэлектрические
тахометрические
Общие характеристики датчиков.
Статическая характеристика датчика представляет собой зависимость изменения выходной величины от входной, т.е. y=f(x), где х – входная величина, y – выходная величина.
Чувствительность датчика – отношение приращения выходной величины к приращению входной, т.е. S=∆y/∆x. Следовательно, чувствительность есть не что иное, как коэффициент передачи.
Порог чувствительности датчика – наименьшее значение входной величины, которое вызывает появление сигнала на выходе. Этот параметр связан с зоной нечувствительности, т.е. зоной, в пределах которой при наличии входного сигнала на выходе датчика сигнал отсутствует.
Инертность датчика – время, в течении которого выходная величина принимает значение, соответствующее входной величине.
По характеру получения сигнала от измеряемой величины датчики разделяют на параметрические, в которых изменение измеряемой величины вызывает изменение какого либо параметра (сопротивления, давления, индуктивности и т.д.), и генераторные, у которых изменение измеряемой величины вызывает генерацию сигнала (термо ЭДС, фототок и т.д.). Генераторные датчики не требуют постороннего источника энергии.
По характеру зависимости выходного сигнала от входного различают датчики: пропорциональные, у которых сигнал на выходе пропорционален измеряемому сигналу; нелинейные, у которых сигнал на выходе нелинейно зависит от сигнала на входе; релейные, у которых сигнал на выходе изменяется скачкообразно; циклические, у которых сигнал на выходе пропорционален измеряемой величине или нелинейно зависит и повторяется циклически; импульсные, у которых изменение входной величины вызывает появление импульсов, число которых пропорционально измеряемой величине. Схемы включения измерительных и преобразовательных элементов датчика могут быть дифференциальные, компенсационные, мостовые и т.д.