Занятие № 3 Датчики.

1. Общие характеристики датчиков.

2. Классификация датчиков.

3. Параметрические датчики активного сопротивления.

4. Параметрические датчики реактивного сопротивления.

Датчик - это устройство, преобразующее контролируемую величину в такой вид сигнала, который более удобен для воздействия на последующие элементы автоматики.

В общем виде датчик можно представить в виде чувствительного элемента ЧЭ и преобразователя Пр.

Д

Чувствительный элемент в системах автоматики выполняет функции «органов чувств». Он предназначен для преобразования контролируемой величины x в такой вид сигнала x₁, который удобен для измерения. В преобразователе происходит преобразование неэлектрического сигнала x₁ в электрический сигнал y.

На вход датчика могут поступать как неэлектрические сигналы, так и электрические. С выхода датчика обычно получают электрические сигналы. Это вызвано тем, что электрический сигнал проще усиливать и передавать на различные расстояния.

Общими характеристиками датчиков являются: статическая характеристика; инерционность; динамическая чувствительность (К_дин), порог чувствительности, погрешность, мощность, выходная мощность и выходное сопротивление датчика.

Инерционность характеризуется отставанием изменения выходной величины y от изменений входной величины x.

В настоящее время наибольшее распространение получили электрические датчики, которые можно подразделить на пять групп. (Схема классификации основных электрических датчиков). К электрическим датчикам предъявляются следующие требования:

- непрерывная и линейная зависимость выходной величины y от входной величины x;

- высокая динамическая чувствительность (К_дин);

- малая инерционность;

- наименьшее влияние датчика на измеряемый или регулируемый параметр;

- надежность в работе;

- применимость к используемой измерительной аппаратуре и источникам питания;

- наименьшая себестоимость;

- минимальная масса и габариты.

Схема классификации основных электрических датчиков

термоэлектрические датчики давления

пьезоэлектрические датчики линейного ускорения

фотоэлектрические

контактные

тензорезисторы

потенциометры

терморезисторы

фоторезисторы

ионные

Параметрические датчики служат для преобразования неэлектрического контролируемого или регулируемого параметра в параметры электрической цепи (сопротивление, индуктивность, емкость). Эти датчики получают электрическую энергию от вспомогательного источника энергии.

A

X y

У параметрических датчиков (или датчиков – модуляторов) энергия входа воздействует на вспомогательную электрическую цепь, изменяя ее параметры и модулируя значения и характер изменения тока или напряжения от постороннего источника энергии. Благодаря этому одновременно усиливается сигнал, поступивший на вход датчика. Наличие постороннего источника является обязательным условием работы датчика – модулятора.

Генераторные датчики являются просто преобразователями. Они предназначены для преобразования неэлектрического контролируемого или регулируемого параметра в ЭДС. Эти датчики не требуют постороннего источника энергии, так как сами являются источниками ЭДС.

Параметрические датчики активного сопротивления широко применяются в автоматике.