Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Параметрические датчики активного сопротивления

ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

ПРИБОРЫ АВТОМАТИКИ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ

 

(элктрические датчики)

Классификация датчиков и требования к ним.Одним из главных элементов любой системы автоматики и телемеханики являются электрические датчики. Назначение датчика - преобразование контролируемой величины в величину другого рода, удобную для дальнейшего использования. В большинстве случаев датчики преобразуют неэлектрическую величину в электрическую. Основной характеристикой датчика является зависимость выходной величины Y от входной X

у = f ( х )

К электрическим датчикам предъявляются следующие требования : надежность в работе, непрерывная линейная зависимость выходной величины к входной, высокая динамическая чувствительность, малая инерционность, отсутствие влияния датчика на измеряемый параметр, минимальная масса и габариты.

Классифицируются датчики по двум признакам - характеру электрических величин, получаемых на выходе, и виду контролируемой неэлектрической величины (табл. 1)

По характеру электрических величин ,получаемых на выходе, электрические датчики делятся на параметрические и генераторные. К параметриче­ским датчикам относятся такие элементы, у которых изменение контролируемой величины вызывает изменение параметра электрической цепи (ак­тивного сопротивления, индуктивности или емкости). Генераторные – датчики, которые сами являются источниками электрической энергии, причем возникающая на выходе энергия пропорциональна контролируемой величине.

В зависимости от вида контролируемой величины различают датчики тепловые, состава, перемещения и т. д.

Часто применяются электрические датчики с промежуточным преобразованием. Преобразование контролируемой величины в таких датчиках происходит по схеме измеряемая величина - механическое воздействие - электрическая величина. Например, давление преобразуется в перемещение стрелки, которое затем преобразуется в изменение активного сопротивления.

 

Реостатные и потенциометрические датчики служат для преобразования углового перемещения в электрический сигнал. Эти датчики выполнены в виде переменного сопротивления, подвижный контакт которого механически связан с преобразуемым элементом.

Обычно они представляют собой проволочный реостат, ползунок которого перемещается под воздействием контролируемого или регулируемого параметра (рисунок 1)

Выходное напряжение датчика в режиме холостого хода определяется по формуле:

где: I - ток, который

протекает по датчику;

RX - сопротивление введенной части датчика;

U - напряжение питания

датчика

R - полное сопротивление датчика

 

 

Рисунок 1

 

При равномерной намотке датчика сопротивление проволоки на единицу длины постоянно и определяется из равенства:

где : l - перемещение ползунка датчика;

L - длина обмотки датчика.

Тогда значение

где K = U / L - коэффициент передачи.

Свойства потенциометрического датчика определяются его характеристикой U вых = f ( x) .Тщательные измерения показывают, что выходное на-пряжение проволочных датчиков изменяется неплавно, а ступенчато, так как непрерывному изменению параметра соответствует ступенчатое изменение сопротивления, равное значению сопротивления одного витка (токосъемный элемент движка не соприкасается с поверхностью провода по всей длине, а контактирует только с определенной частью отдельных витков обмотки) .

Рассмотрим характеристику потенциометрического датчика (Рисунок 2). Реальное изменение выходного напряжения показано ломаной линией О а б в г д е ...O. Анализ этих характеристик показывает, что ступенчатость зависит от числа витков на всей длине L рабочей части потенциометра и, что до полного включения первого витка обмотки выходное напряжение фактически равно нулю и определяется по оси L отрезком О а .

После включения этого витка выходное напряжение изменяется скачком и достигает значения аб(U1) . Соответствующее скачкообразное приращение напряжения происходит каждый раз, когда движок переходит с первого витка на другой и т.д

Расчетная характеристика потенциометрического датчика представлена прямой ОО’.

Таким образом существует отклонение реальной характеристики от расчетной.Для уменьшения численного значения погрешности стремятся к

увеличению числа витков датчика на единицу контролируемого параметра, что приводит к уменьшению ступенчатости харак- теристики и уменьшению погрешности измерения.

 

Рисунок 2

 

 

Рассмотренный датчик является однотактным (нереверсивным) так как имеет возможность измерять перемещение ползунка “ X” только одного знака.

Датчик, реагирующий на знак (направление) перемещение пол- зунка называется двухтактным или реверсивным (рисунок 3, рисунок 4). Для построения указанных датчиков необходимо сделать отвод от средней точки обмотки датчика.

 

Рисунок 3 Рисунок 4

Недостатки реостатных датчиков - наличие подвижного контакта, снижающего надежность работы и срок службы датчика, относительно большое перемещение движка и большое усилие для его перемещения, наличие ошибки от ступенчатости характеристики.

Достоинства - конструктивная простота, возможность питания переменным током, простота регулировки, отсутствие необходимости последующего усиления, если они применяются для целей измерения.

Потенциометрические датчики применяют в основном для измерения линейных и угловых перемещений. Например, с помощью таких датчиков можно установить контроль за положением задвижек, клапанов. Их можно использовать для контроля уровня, расхода, толщины изделий.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:665

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.