Чувствительные элементы или датчики 2

Автоматизация производства

Чувствительные элементы или датчики.

Датчики сопротивления

а) потенциометрический, б) угольный, в) тензометрический
Потенциометррический

- В этом случае характеристику датчика можно сделать прибли­зительно линейной благодаря правильному выбору ре­жима работы потенциометра. Статической характеристикой потенциометрического датчика является зависимость напряжения на сопротивлении нагрузки от перемещения движка потенциометра

Угольный

- Имеет вид столбика из графитовых дис­ков, на концах которого находятся контактные диски и упорные приспособления, воспринимающие измеряе­мые усилия.

Тензометрический

- В обычном исполнении представляет собой тонкую (15—60 мк)
проволоку, сложенную в виде решет­ки и обклеенную с двух сторон папиросной бумагой.

Датчики индуктивности

Статиче­ская характеристика датчика, представляющая собой за­висимость выходной величины силы тока от входной величины — воздушного зазора.

Датчики индуктивности

Для устранения недостатков, свойственных рассмот­ренному датчику индуктивности, которые состоят в том, что для измерения перемещения якоря в обоих направле­ниях необходимо иметь начальный воздушный зазор, т. е. и начальную силу тока, из-за чего создается не­удобство в измерении, значительные погрешности от ко­лебаний температуры и питающего напряжения, а также для устранения электромеханического усилия притя­жения якоря, зависящего от величины воздушного за­зора, применяют дифференциальный индуктивный дат­чик. Схема такого датчика, получившего в настоящее время преимущественное распространение.

Датчики индуктивности

Существуют датчики, работа которых основана на изменении коэффициента взаимной индукции М
двух катушек. Такие датчики называются трансформаторными, или индук­ционными, и содержат две катушки: одна питается напряжением переменного тока, другая является выходной, и с нее снимается напряжение,
пропорцио­нальное перемещению якоря или сердечника.

Емкостные датчики

Емкостные датчики

- Емкостный датчик

с переменным расстоянием между пластинами имеет одну неподвижную и одну подвижную пластины, связанные с измерителем. Благодаря переме­щению подвижной пластины изменяется зазор между пластинами, что приводит к изменению емкости датчика.

Емкостные датчики

- Для увеличения чувствительности и уменьшения влияния посторонних факторов такой датчик обычно выпол­няют дифференциальным (рис 67, а), т. е. он содержит две неподвижные и одну подвижную пластины. При перемещении подвижной пластины изменяются емкости и между под

вижной и неподвижными пластинами.

Емкостные датчики

- Емкостный датчик с изменением площади пластин (рис. 67, б)
состоит из ряда неподвижных и подвиж­ных пластин, которые поворачиваются на определен­ный угол. При повороте подвижных пластин по отноше­нию к неподвижным изменяется величина активной пло­щади датчика, что приводит к изменению емкости дат­чика.

Емкостные датчики

- Емкостные датчики

с изменяющейся диэлектрической постоянной среды можно применять для измерения кон­центрации электролитов или уровня жидкости. Обычно такие датчики выполняют в виде двух коаксиальных ци­линдров (рис. 67, в),
между которыми находится изме­ряемая жидкость. При изменении концентрации электро­лита или уровня жидкости линейно изменяется емкость датчика.

Сельсинные передачи

Емкостные датчики

Сельсинные передачи

- Сельсины обычно выполняют по типу асинхронных машин переменного тока. Сельсинная передача состоит из двух сельсинов — датчика СД
(рис. 68) и приемника СП
и может служить как для передачи на расстояние угло­вых перемещений, так и в качестве измерительного устройства. Схема соединения сельсинов при работе в индикатор­ном режиме изображена на рис. 68, а.
Схема соединения сельсинов при работе в трансфор­маторном режиме показана на рис. 68, б.

Термопары

- Принцип действия термопары

основан на термоэлектрическом эффекте, который заключается в том, что если соединить концами два разнородных по материалу проводника 1
и 2
(рис. 69, а)
и места соединений поместить в среды с разными температурами 9Х
и 62
, то в полученной таким образом электрической цепи появится электрический ток ввиду наличия термоэлектродвижущей силы (т.э.д.с.)

Датчик АУС

датчик Э-2ДМ (рис. 72), преобразующий угловое или линейное перемещение в пропорциональный электрический сигнал постоянного тока в диапазоне 0,5— 5 мА.

Магнитоупругие датчики

Принцип действия магнитоупругих датчиков основан на магнитоупругом эффекте
— физическом явлении, проявляющемся в виде из­менения магнитной проницаемости ферромагнитного материала в зависимости от механических напряжений в нем. Магнитоупругие датчики используются для измерения силовых параметров: усилий, давлений, крутящих и изгибающих моментов

Струнный датчик

Принцип деиствия струнного датчика основан на зависимости собственной частоты колебаний струны длинной L и массой m от силы натяжения F:

Используются в приборах для измерения силы, давления, расхода, температуры и др.

Состоит из струны 1, возбудителя 2, приемника 3, мембраны 4.