Этапы развития устройств автоматики и телемеханики. Датчики (измерительные преобразователи). Электромагнитное реле постоянного тока (с угловым перемещением тока), страница 5

            Датчики, которые содержат промежуточную часть, называются датчиками с промежуточным преобразованием. Такие датчики применяются в тех случаях, когда по физическим или техническим причинам управляющий параметр, подаваемый на вход, затруднительно или невозможно непосредственно преобразовать в требуемую физическую величину на выходе.

            Эти датчики состоят из нескольких датчиков с непосредственным преобразованием, которые работают последовательно. При этом выходная величина одного датчика является выходной величиной следующего.

            У датчиков с непосредственным преобразованием отсутствует промежуточная часть, а воспринимающая и исполнительная части составляют одно целое.

            Так, например, в датчике, измеряющем длину детали, при изменении длины контролируемой детали на величину x мерительная ножка перемещается на величину , что изменяет воздушный зазор   d, и индуктивность L магнитной цепи. В Соответствии с этим меняется величина тока в следующем элементе А.

Этот датчик с непосредственным преобразованием

Для преобразования напряжения в частоту может быть использован датчик с промежуточным преобразованием следующей структуры:

 

Напряжение U измеряется вольтметром V, стрелка которого связана с конденсатором переменной емкости. Конденсатор С включен в задающий контур генератора G, частота f на выходе которого зависит от емкости С. Таким образов происходит преобразование       U ® C®f.

 В зависимости от типа измеряемой величины датчики классифицируются следующим образом:

  1. датчики электрических величин
  2. тепловых величин
  3. параметров измерений
  4. давления
  5. скоростей и ускорения
  6. расходов
  7. ориентации
  8. угловых координат
  9. звукового давления, звуковых колебаний

       Датчики 1 типа фиксируют напряжение, силу тока, активные сопротивления, индуктивности, емкости, частоты, фазы, параметры диэлектрических и ферромагнитных материалов, величины магнитного потока.

        Датчики 2 типа используются для определения температур

-  низких (термометры)

-  средних (термисторы, термопары)

-  высоких (спец термометры, оптические пирометры, радиолокационные пирометры, цветовые пирометры)

Датчики 3 типа используются для определения параметров потоков пучков заряженных частиц, плотности нейтронного потока, уровня g- излучения, уровня напряженности магнитного поля .

          Датчики 4 типа применяют при измерениях перемещения, нахождении линейных или угловых размеров, изготовлении или разбраковке деталей, определении скоростей и ускорений, уровней жидкости.

          Датчики 5 типа строятся на основе применения мембран, тензометров, магнитоупругих  элементов и используется при вычислении величин давления.

          Датчики 6 типа подразделяются на объёмные и массовые.

К объёмным относятся тахометрические, ультразвуковые, индукционные и оптические датчики.

К массовым относятся те, в которых измеряемому веществу сообщается дополнительное движение. В них измеряется усилие от действия ускорения свободного падения или гироскопический эффект.

        Датчики 7 типа измеряют углы и угловые скорости объектов в пространстве. Чувствительными элементами в таких датчиках являются разного рода гироскопы (с вращающимся ротором, камертопом, электровибраторами).

        Датчики 8 типа позволяют определять узловые координаты и дальности движущихся объектов. Строятся они с применением радиолокационного, лазерного и оптоэлектронного  преобразований.

       В датчиках 9 типа для регистрации звуковых давлений и колебаний используются механические, электродинамические, пьезорезисторные элементы.

         По форме выходного сигнала датчики бывают аналоговыми и дискретными.

         В аналоговых датчиках, непрерывному изменению измеряемой координаты или процесса соответствует непрерывное изменение выходного сигнала датчика.

         В дискретных датчиках выходной сигнал изменяется при превышении входной величины определенных пределов.

         Простейшие датчики с непосредственным преобразованием входной величины в активное сопротивление R на выходе основаны на зависимости :