Statické charakteristiky snímačů zahrnují následující charakteristiky: rozsah hodnot, rozsah výstupních hodnot, přesnost, kalibrace, hystereze, nelinearita, saturace, mrtvá zóna, rozlišení, výstupní impedance, budící signál.

Dynamický rozsah vnějších vlivů, které může senzor vnímat, se nazývá rozsah naměřených hodnot (FS). Tato hodnota ukazuje maximální možnou hodnotu vstupního signálu, kterou může snímač převést na elektrický signál, aniž by došlo k překročení přípustných chyb.

Výstupní rozsah (FSO) je algebraický rozdíl mezi elektrickými výstupními signály měřenými při maximálním a minimálním vnějším vlivu.

Přesnost – velmi důležitá vlastnost každého snímače. Když lidé mluví o přesnosti senzoru, nejčastěji to myslí vážně nepřesnost nebo chyba měření. Chyba měření je zpravidla chápána jako maximální nesoulad mezi hodnotami skutečných a ideálních snímačů.

Kalibrace Pokud výrobní tolerance snímače a tolerance rozhraní (obvodů úpravy signálu) překračují požadovanou přesnost systému, musí být vždy provedena kalibrace.

Chyba kalibrace – toto je chyba, kterou udělal výrobce při kalibraci snímače ve výrobě.

Hystereze je rozdíl mezi hodnotami výstupního signálu pro stejný vstupní signál, získaný při jeho zvýšení a snížení. Typickou příčinou hystereze je tření a strukturální změny materiálů.

Nelinearita je určen pro snímače, jejichž přenosovou funkci lze aproximovat přímkou. Nelinearita se týká maximální odchylky L reálná přenosová funkce z aproximující přímky. Nelinearita se obvykle vyjadřuje buď jako procento maximálního vstupního signálu nebo v jednotkách měření (například kPa nebo °C).

Každý senzor má své vlastní provozní limity. I když je považován za lineární, při určité úrovni vnějšího vlivu již jeho výstupní signál nebude odpovídat dané lineární závislosti. V tomto případě říkají, že senzor vstoupil do zóny nelinearity nebo zóny saturace

Reprodukovatelnost – schopnost senzoru produkovat stejné výsledky za stejných podmínek.

Mrtvá zóna – necitlivost snímače v určitém rozsahu vstupních signálů. V této zóně zůstává výkon téměř konstantní (často nulový).

Rozlišení charakterizuje minimální změnu měřené hodnoty, kterou může senzor snímat.

U některých snímačů je nutné upřesnit speciální vlastnosti vstupních signálů. Například u světelných detektorů je takovou charakteristikou jejich citlivost v omezeném optickém pásmu. Proto je u takových snímačů nutné určit spektrální charakteristiky.

READ
Kam nainstalovat třícestný ventil?

Výstupní impedance Zout je charakteristika udávající, jak snadno je snímač koordinován s elektronickým obvodem.

Budicí signál je elektrický signál, který aktivní snímač potřebuje k provozu. Budicí signál je popsán rozsahem napětí a/nebo proudů. U některých typů snímačů je také nutné specifikovat frekvenci budícího signálu a jeho stabilitu.

Každý senzor má časově závislé parametry tzv dynamické vlastnosti. Pokud má snímač omezenou rychlost, může registrovat hodnoty vnějších vlivů, které se liší od skutečných. To znamená, že snímač pracuje s dynamická chyba.

S frekvenčními charakteristikami přímo souvisí Rychlost senzor, vyjádřený v jednotkách vnějšího vlivu za jednotku času. Pro snímače prvního řádu je velmi vhodné použít parametr tzv časová konstanta.

Mezní frekvence charakterizuje nejnižší nebo nejvyšší frekvenci vnějších vlivů, které může snímač vnímat bez zkreslení.

Fázový posun při určité frekvenci ukazuje, jak moc výstupní signál zaostává za vnějším vlivem.

Tlumení – jedná se o výrazné snížení nebo potlačení oscilací u snímačů druhého a vyššího řádu.

Převodní funkce měřicího zařízení je statistická charakteristika primárního převodníku nebo funkční závislost výstupní hodnoty na vstupní hodnotě prezentované vzorcem nebo grafem.

V případě analogového snímače se vždy usiluje o lineární převodní charakteristiku, která zjednodušuje analýzu zařízení.

Přesnost – to je kvalita měřícího zařízení.

Instrumentální (nedostatečná kvalita součástek, tření, vliv teploty na součástky);

Metodický (vliv teplotního expandéru kapaliny, kde je objem řízen hladinovým čidlem).

Charakteristika snímače je vztah mezi elektrickým parametrem snímače a měřenou neelektrickou veličinou:

M = f(N), kde:

M – elektrická veličina (parametr);

N – měřená neelektrická veličina.

Oblasti citlivosti senzoru.

Normální citlivost snímače;

Neuspokojivá citlivost snímače;

Práh citlivosti zařízení – jedná se o nejmenší hodnotu měřené veličiny, která způsobí, že výsledek měření je patrný na pozadí šumu měření.

Absolutní primární převodníky (snímače absolutní hodnoty) – mají jednoznačný vztah mezi vstupní hodnotou a výstupním kódem;

Inkrementální primární převodníky (snímače akumulačního typu a snímače inkrementální) – monotónní změna vstupní hodnoty způsobí sled impulsů na výstupu.

Setrvačnost snímače – je to doba, po kterou výstupní hodnota nabývá hodnoty odpovídající vstupní hodnotě.

READ
Jak správně napsat prohlídku věže?

Statická charakteristika snímače je závislost změn vstupních veličin.

Citlivost snímače je poměr přírůstku výstupní hodnoty k přírůstku vstupní hodnoty.

Citlivost snímače je koeficient přenosu snímače.

Konstrukce a princip činnosti snímačů.

Podle účelu v ACS lze senzory rozdělit na senzory: dráhy a polohy pracovních částí, rychlost, síla, úhlová poloha nebo úhel neshody, rozměrové, tepelné atd.

Tyto snímače zajišťují tvorbu řídicích signálů v závislosti na ujeté dráze nebo poloze pracovních částí ovládaného objektu. Snímače dráhy a polohy pracovních orgánů se dělí na:

Elektrické kontaktní snímače jsou koncové spínače a mikrospínače. Snímače mají tyče nebo páky 2, které působí prostřednictvím převodového mechanismu na kontakty 1.

Snímače dráhy a polohy pracovních těles.

Princip činnosti snímačů je založen na skutečnosti, že jsou instalovány na stacionárních částech pracovních těles v určité poloze a pohybující se pracovní tělesa, na kterých jsou namontovány vačky, po dosažení dané polohy ovlivňují snímače. , což způsobí jejich provoz.

Indukční snímače.

Princip jejich činnosti je založen na změně indukčnosti cívky s pohyblivou kotvou v důsledku změny magnetické permeability. Indukční senzory, stejně jako elektrické kontaktní senzory, mohou být použity jako senzory dráhy nebo polohy a jako rozměrové senzory. Pokud posunete kotvu 1 čidla se změní vzduchová mezera δ, což způsobí změnu indukčnosti vinutí ω>Д. Síla proudu v obvodu vinutí snímače:

kde Z je celkový odpor obvodu; CП – napájecí napětí snímače; R – aktivní odpor obvodu; XL = 2πfL indukční reaktance vinutí.

Jestliže UП , R, f jsou konstantní, pak proud I v cívce, a tedy napětí U, bude úměrné vzduchové mezeře δ, tzn. U=I=kδ. Snímače pracují při napájecí frekvenci 50 – 5000 Hz.

Fotoelektrické senzory.

Fotoelektrické senzory jsou konvenční fotorelé nainstalované na pracovním prvku (DRO), po přesunutí do nastavené polohy clona blokuje tok světla F, což způsobuje, že fotorelé (FR) funguje. Rozměrové fotoelektrické snímače se používají i v průmyslu.

Fotoelektrický rozměrový snímač se skládá z disku, který je připojen k DRO. Disk má zdvihy nebo štěrbiny s určitou roztečí t. Když se pracovní prvek pohybuje, tahy na kotouči blokují světelný tok F, což způsobí činnost fotorelé. Změna posunutí ∆L = nt, kde n je počet aktivací fotorelé; t je cena krokového dělení. Existují snímače, které používají pravítka s aplikovanými tahy jako měřící stupnice.

READ
Jak prolomit blokádu v koupelně pomocí lidových prostředků?

Snímače polohy úhlu.

Snímače úhlové polohy vytvářejí řídicí signál v závislosti na úhlové poloze nebo úhlu nesouladu mezi pracovními tělesy.

Potenciometrické čidlo.

Potenciometrické čidlo se skládá z potenciometrů P1 a P2, které jsou paralelně připojeny ke společnému zdroji energie. U§

Pohyblivé kontakty potenciometrů K1 a K2 jsou mechanicky spojeny s nadřízeným (SRO) a výkonným (IRO) pracovním orgánem.

Napětí odebrané z pohyblivých kontaktů potenciometrů je signálové napětí Uc .

Při konzistentní poloze pracovních těles (pohyblivé kontakty jsou ve stejné poloze), při α≠β je napětí signálu nulové. V případě neshodné polohy, kdy α≠β, není výstupní signál snímače nulový, tzn. Uc ≠ 0. Navíc bude signál úměrný úhlu neshody, tj. Uc = α – β, a znaménko signálu určuje směr nesouladu (Uc 0 to znamená Uc > 0 nebo Uc

Selsyny jsou transformátory se vzduchovou mezerou, ve kterých při otáčení rotoru dochází k plynulé změně velikosti EMF indukované ve vinutí rotoru. Selsyny obvykle pracují v párech: selsyn připojený k hnané hřídeli se nazývá selsyn-přijímač a selsyn připojený k hnací hřídeli se nazývá selsyn-senzor.

Jednofázové synsynové vinutí je umístěno na statoru a třífázové vinutí je umístěno na rotoru. Třífázové vinutí se skládá ze tří cívek posunutých vůči sobě o 120°. Jsou umístěny v drážkách rotoru a spojeny do hvězdy. Konce fázových (C1, C2, SZ) vinutí jsou připojeny ke třem sběracím kroužkům umístěným na hřídeli rotoru.

Snímače rychlosti.

Snímače rychlosti produkují řídicí signály na základě rychlosti.

Tachogenerátory.

Ke změně rychlosti otáčení se používají tachogenerátory. Podle druhu proudu se rozlišují tachogenerátory stejnosměrného a střídavého proudu. Stejnosměrné tachogenerátory se dělí podle způsobu buzení na tachogenerátory s buzením z permanentních magnetů a s buzením elektromagnetickým. Oba představují malý stejnosměrný stroj. Napětí na svorkách kotvy je úměrné rychlosti otáčení hřídele kotvy, tzn. E = Uя= kеФω, kde E je EMF indukované ve vinutí kotvy; Ф – tok buzení; ке konstrukční faktor stroje.

Podle principu činnosti se tachogenerátory střídavého proudu dělí na synchronní a asynchronní. Konstrukce asynchronního tachogenerátoru je podobná jako u dvoufázového asynchronního motoru. Tachogenerátor má dvě vinutí: budicí vinutí (OB) a výstupní vinutí. na Rotace rotoru ve výstupním vinutí indukuje emf úměrné frekvenci otáčení.

READ
Co znamená modrý drát na lustru?

Výkonové senzory.

Výkonové snímače zajišťují tvorbu řídicích signálů v závislosti na silách vytvářených v pracovních orgánech.

Piezometrické snímače. Piezometrické snímače pro měření sil jsou reprezentovány křemennou destičkou 1. Na ni jsou oboustranně nastříkány elektrody 2 nebo přilepeny vodivým lepidlem, ze kterého je odstraněno výstupní napětí.

Dvě elektrody a křemenné dielektrikum tvoří kondenzátor, na jehož elektrodách jsou elektrické náboje, které vznikají v důsledku přímého piezoelektrického jevu při stlačení křemenné desky silou P.

Elektrický náboj je úměrný tlakové síle P_Q=αP, kde α je koeficient úměrnosti nazývaný piezoelektrický modul. Pod vlivem měnící se síly P se na elektrodách snímače objeví výstupní napětí

kde Сд kapacita snímače; См – montážní nádoba. Výstupní napětí snímačů se pohybuje od jednotek milivoltů po jednotky voltů.

Závěr o práci: Během práce jsem studoval návrhy, strukturu a principy fungování senzorů; Vzali jsme a vynesli statistické charakteristiky a určili pracovní oblast.

Obecné kompetence: Signál, klasifikace snímačů, zařízení, vlastnosti snímačů.

Profesní kompetence: Naučil se vzít statickou charakteristiku indukčního senzoru a najít oblast citlivosti senzoru.