2. Электрические и электронные средства автоматизации

2.1 Датчики и измерительные преобразователи для измерения температуры

2.2 Датчики перемещения

2.3 Приборы для измерения давления

2.4 Приборы для измерения и контроля расхода

2.5 Приборы для измерения и состава веществ

2.6 Приборы для измерения и контроля массы

2.7 Приборы для измерения и контроля уровня

2.8 Электрические датчики-реле

Устройства получения информации о состоянии управляемых процессов образуют первую функциональную группу устройств. Функциональные и эксплуатационные возможности устройств этой группы играют ключевую роль в разработке информационной, функциональной и алгоритмической структур системы управления. Специалист в области автоматизации должен хорошо ориентироваться в принципах действия устройств этой группы, номенклатуре выпускаемых изделий, уметь выявлять и устранять неисправности.

Цель главы – ознакомление с основными принципами действия устройств получения информации о состоянии технологического процесса.

ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ

• принципы действия датчиков физических величин характеризующих состояние технологического процесса,

• назначение и принципы действия измерительных преобразователей,

• назначение и принципы действия нормирующих преобразователей

• основные характеристики устройств для получения информации об основных параметрах технологического процесса ,

• области применения устройств.

Для построения систем автоматического управления используются устройства сбора и преобразования информации о ходе технологического процесса, регулирующе-управляющие устройства и исполнительные устройства. К устройствам, предназначенным для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания о контролируемых и управляемых параметрах технологических процессов относят чувствительные элементы или собственно датчики, измерительные преобразователи и нормирующие преобразователи. К этой группе относятся все релейные преобразователи, выдающие дискретные сигналы, а также устройства формирования алфавитно-цифровой информации. Датчики физических величин воспринимают контролируемую величину и преобразуют его в величину, удобную для передачи по каналам связи или дальнейшего преобразования. Например, термосопротивление преобразует температуру в величину сопротивления.

Измерительные преобразователи переводят выходной сигнал датчиков в выходную физическую величину: перемещение, усилие, напряжение, ток, частоту. Измерительные преобразователи и чувствительные элементы часто представляют собой единое изделие и называются первичными измерительными преобразователями. Нормирующие преобразователи переводят выходной сигнал измерительных преобразователей в унифицированный сигнал (нормируют). Часто измерительный и нормирующий преобразователи объединяются конструктивно в один прибор.

Основными характеристиками устройств получения информации являются:

• статическая характеристика - зависимость выходного сигнала от измеряемой величины, обычно линейная;

• динамическая характеристика, определяющая поведение датчика при изменениях входной величины, описываемая передаточной функцией, дифференцальным уравнением, амплитудно-фазо-частотной характеристикой;

• порог чувствительности - минимальное изменение входной величины, вызывающее изменение выходного сигнала;

• основная погрешность - максимальная разность между получаемой в нормальных условиях эксплуатации величиной выходного сигнала и его номинальным значением, определяемой по статической характеристике для данной величины входного сигнала.

Используемые в измерительных преобразователях принципы измерения и, соответственно, схема преобразователя определяется в основном используемым чувствительным элементом.