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

B 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. I 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 0 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.