Измерительные системы САР (датчики). Требования, предъявляемые к ним. Основные виды датчиков, достоинства датчиков, преобразующих измеряемую величину в электрические сигналы. Классификация датчиков

Датчики – осуществляют однозначное функциональное преобразование измеряемой величины в сигнал, удобный для регулирования (чаще всего в электрический сигнал).

Достоинства: 1) электрический сигнал может быть легко измерен и передан на значительное расстояние;

2) Электрический сигнал может быть легко преобразован из одного вида в другой (постоянный à переменный; переменный àпостоянный);

3) Метод позволяет измерять быстропротекающие процессы.

Требования к датчикам:

tg α = Y/X= k – передаточный коэфф. (чувствительность)
Y (выход)
X (вход)
Xраб
α
1) Линейность статической характеристики:

2) Минимальное влияние на результат измерения:

Uc – напряжение питающей сети;

fс – частота питающей сети;

t0окр. – температура окружающей среды.

Основные виды датчиков:


Датчики активного сопротивления. Тензорезисторы, принцип работы, схемы включения, методы повышения чувствительности измерений и термокомпенсации. Достоинства и недостатки, область применения

Датчики активного сопротивления – измеряемая величина преобразуется в изменение активного сопротивления. Бывают: тензорезисторы, терморезисторы, фоторезисторы, угольные и реостатные датчики.

d=25…60 мкм
A
Тензочувствительность:


– коэффициент удельного сопротивления, – длина проводника (длина базы), – площадь поперечного сечения.

Uпит – напряжение питания

a-b – диаг. питания; c-d – измерит. диагональ

R1, R2, R3, Rд – плечи моста

R1 и R3 – противоп. R1 и R2 – смежные плечи

При F=0 => Rд·R2 = R1·R3 (равновесие моста) I=0

При F ≠0 => Rд·R2 ≠ R1·R3 ; I≠0

Недостаток: результаты измерений зависят от изменения t0 окружающей среды и самой детали. => наклеивают второй компенсационный тензорезистор (┴ рабочему) .

При F=0 => Rд1·R2 = Rд2·R3 ; I=0; Для повышения чувствительности используют 2 или 4 тензометра.

Rд1 и Rд2 – в смежные плечи + термокомпенсация.

Rд1 и Rд2 – в противоположные плечи.

(Только вертикальную силу!!!, верхние и нижние включ. в против. плечи)

Достоинства: 1) Малые габариты и вес (измерения в труднодоступных местах); 2) Малоинерционны.

Недостатки: 1) Для работы необходим источник тока высокой частоты;

2) Тензочувствительность S маленькая => нужен усилитель.

2ПКП-15-75 (2-тензочувств., П-проволочн., К-константант(матер.), П-пленочное основание, 15 – база, 75 – сопротивление)

6. Проволочные терморезисторы. Принцип работы, виды градуировок, схемы включения

1 – слюдяная пластинка; 2 – провод намотки; металлический чехол.

– сопротивление при 0 0С; – температ. коэфф. сопр.

– разность температур.

ТСПиТСМ(платиновый и медный термометры сопротивления). Платина и медь – статическая характеристика близка к линейной.



Типы градуировок:

ТСП Название гр. Сопротив. R0, Ом ∆t, 0C
Гр. 20 от 650
Гр. 21 –200 … 500
Гр. 22 – // –
ТСМ Гр. 23 –50 … 180
Гр. 24 – // –

Схемы включения:

Rл1, Rл2 – сопротивления соединительных проводов (2,5 Ом); RТ – сопротивление терморезистора.

Достоинства: результат измерения не зависит от изменения напряжения пит. сети, т.к. отсчет производится при токе I=0

Недостатки: 1) Схема не позволяет производить непосредственный отсчет.

2) При двухпроводной схеме результат зависит от изменения t0 окружающей среды.

Для компенсации температурных влияний подключение производят по 3х проводной схеме!!!

à I=0

Схема электронного автоматического моста типа КСМ-2

КСМ-2 – компенсационная схема мостовая (в основе работы – работа уравновешенного моста).


Rп – для подгонки начала шкалы;

Rн – ограничивает ток, протекающий через терморезистор;

Rр – сопротивление реохорда = 315 Ом;

Rш – сопротивление шунта = 126 Ом;

– эквивалентное сопротивление;

Rпр – приведенное сопротивление;

IRт < 5…7 мА

ΔU – напряжение разбаланса моста

РД – реверсивный асинхронный двигатель переменного тока (2х фазный) – вал связан с ползуном реохорда и со стрелкой каретки К

Уравнение равновесия моста для начала шкалы (ползун в точке b):

;

Уравнение равновесия моста для конца шкалы (ползун в точке a):

;

Мосты бывают 1-о, 3-х, 6-ти, 12-ти, 24-х канальные (точечные)




0004868508065368.html
0004900021191312.html
    PR.RU™