Назначение и классификация датчиков

ДатчикиДля построения САУ используются различные технические средства автоматики: измерительно-преобразовательные устройства (датчики); задающие и сравнивающие устройства; усилительно-преобразовательные, корректирующие и исполнительные устройства; вспомогательные устройства (источники питания, коммутационная аппаратура) и далее.

Датчики управляемых величин (измерительно-преобразо-вательные устройства) преобразуют измеряемые физические величины в электрические сигналы информации для работы САУ, не воспринимаемые органами чувств человека. Разновидности датчиков определяет кадастр измеряемых величин, содержащий более 2000 наименований величин, разделённых на 8 групп. Это датчики: 1) пространства и времени (размер, площадь, объем, время, скорость, ускорение, частота, плоский угол); 2) механических величин (масса, сила, момент, давление, энергия, мощность, вязкость); 3) электрических и магнитных величин (электрические напряжение, ток, сопротивление, емкость, магнитный поток, индуктивность и др.); 4) тепловых величин (температура, тепловой поток и др.); 5) относительных величин (коэффициент полезного действия, кислотность, солёность, влажность и др.); 6) световых величин (освещённость, яркость и др.); 7) акустических величин (звуковое давление и др.); 8) величин излучения (мощность излучения, доза излучения, облучённость и др.).

Классификация датчиков проводится по разным признакам (например).

Аналоговые (непрерывные) и дискретные (релейные, импульсные, цифровые) датчики.

Реверсивные (двухтактные) датчики, изменяющие полярность (±) или фазу выходного сигнала на противоположную при отклонении измеряемой величины от нулевого значения в разные стороны, и нереверсивные (однотактные) датчики, изменяющие только выходную величину.

Параметрические датчики питаются от источника энергии и изменяют свои параметры (сопротивление, индуктивность, ёмкость) при изменении входного измеряемого воздействия, вследствие чего изменяется их выходной сигнал. Генераторные датчики преобразуют энергию входного измеряемого воздействия в энергию выходного сигнала датчика.

По виду измеряемой величины различают датчики положения, скорости, давления, температуры, электрического тока, электрического напряжения и других измеряемых величин.

По принципу действия различают датчики: резистивные (электроконтактные, потенциометрические, фоторезисторные, тензорезисторные, терморезисторные и др.); электромагнитные (индуктивные, трансформаторные, индуктосины, вращающиеся трансформаторы, сельсины и др.); магнитоиндукционные (частотные, импульсные, тахогенераторы постоянного и переменного тока и др.); электростатические (конденсаторные, ёмкостные редуктосины, ёмкостные фазовращатели и др.); фотоэлектрические (фотоимпульсные, растровые, кодовые и др.); магнитоэлектрические (магнитодиоды, магнитотранзисторы, датчики Холла и др.); датчики других принципов действия.

См. также:  Назначение и классификация

Свойства датчиков, обусловливающие предельно достижимые характеристики САУ (поскольку ошибки датчиков невозможно компенсировать), оценивают по следующим характеристикам:

1) статическая характеристика y=f(x) — зависимость выходной величины y от входной величины x в установившихся режимах;

2) чувствительность (коэффициент передачи) Syx — отношение приращения выходной величины Δy к приращению входной величины Δx;

3) погрешность — наибольшее отклонение в относительном или процентном измерении выходной величины при повторяющихся одинаковых значениях входной величины;

4) динамические характеристики переходного процесса изменения выходной величины y(t) при ступенчатом или гармоническом изменении входной величины x(t).

Свойства датчиков также характеризуют показатели надёжности, диапазон изменений входного и выходного сигналов, уровень шумов на выходе, массогабаритные и экономические показатели.

Стандартные датчики изготавливаются с естественными выходными сигналами и с унифицированными выходными сигналами постоянного или переменного тока или давления сжатого воздуха, изменяющиеся от минимума до максимума в стандартных пределах, независимо от типов датчиков.