5.3 Элементы и устройства сау.

5.3.1 Первичные измерительные преобразователи (датчики)

Датчиком (чувствительным или измерительным инструментом) называют устройство, служащее для восприятия определённой информации, поступающей на его вход в виде контролируемой им физической величины и преобразующее эту величину в другую, появляющуюся на выходе в виде сигнала (импульса, команды), удобного для дальнейшей обработки и дистанционной передачи.

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

Датчик

Рисунок 21- Принципиальная схема датчика

ЧЭ – предназначен для преобразования контролируемой величины Х в такой вид сигнала Х₁, который удобен для измерения.

Входная величина Х это чаще всего неэлектрическая контролируемая величина (линейное перемещение части станка, температура, сила в гидро- или пневмосистеме, размер детали, скорость и т.п.).

Выходной сигнал У – преобразованная величина чаще всего электрического, гидравлического, пневматического, механического и др. типов.

П. Измерение давления электроконтактным манометром.

Х – давление

Х₁ – перемещение мембраны или стрелки

У – изменение электрического сопротивления

Рассмотрим общие характеристики датчиков, необходимые для их подбора при автоматизации процессов.

- статическая характеристика

- инерционность

- чувствительность

- порог чувствительности

- погрешность

Статистическая характеристика- зависимость выходной величины х т.е.

Всегда желательно, чтобы зависимость была линейная. Если зависимость нелинейная, то выбирают участок кривой и ограничивают действие этого датчика величинами входных сигналов от до

Электрокантактный датчик мод 233 имеет предел измерения от 0 до 0,4 мм

мод 228 от 0 до 1 мм

инерционность- характеризуется отставанием изменения выходной величины У от изменений входной величины Х.

Чувствительность- динамическая чувствительность или динамический коэффициент преобразования показывает, во сколько раз приращение выходной величины больше приращение входной величины т.е.

.

Чем датчик чувствительнее, тем легче производить измерение малых входных величин.

Порог чувствительности- наименьшее значение входного сигнала, которое вызывает приращение выходного сигнала.

порог чувствительности

- зона нечувствительности.

Погрешность- изменение входного сигнала, возникающее в результате изменения внутренних свойств датчика или изменение внешних условий его работы. Следует отметить, что в результате изменения погрешности изменяется характеристика датчика.

Различают следующие виды погрешности:

1. абсолютная

2. относительная

3. приведенная.

Абсолютной погрешностью называют разность н/у фактическим значением выходного сигнала и его расчетным значением

см. рисунок.

Относительной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности к расчетному значению выходного сигнала.

или

Приведенной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности к минимальному значению выходного сигнала, определяющему диапазон его изменения.

или .

Датчики, используемые в технологическом оборудовании, делят:

1. по характеру выходного сигнала - на электрические, фотоэлектрические, пневматические, гидравлические.

2. по назначению - путевые, размерные, силовые, скоростные и др.