Сенсорлардың үш класы бар:
•
Аналогты датчиктер, яғни Аналогты шығаратын датчиктер кіріс шамасының
өзгеруіне пропорционалды сигнал;
•
импульстар тізбегін құратын сандық сенсорлар немесе екілік сөз;
•
сигнал шығаратын екілік (екілік) сенсорлар тек екі деңгей: "қосулы /
өшірулі" (басқаша айтқанда, 0 немесе 1); қарапайымдылығына байланысты
кең таралған.
Датчиктерге қойылатын талаптар:
•
шығу шамасының кіріс шамасына бір мәнді тәуелділігі;
•
уақыт бойынша сипаттамалардың тұрақтылығы;
•
жоғары сезімталдық;
•
шағын мөлшері мен салмағы;
•
бақыланатын процеске және оған кері әсердің болмауы
Бақыланатын параметрлер
•
әр түрлі пайдалану жағдайындағы жұмыс;
•
орнатудың әртүрлі нұсқалары.
Параметрлік датчиктер (модулятор датчиктері) x кіріс мәнін сенсордың
кез
-
келген электрлік параметрін (R, L немесе C) өзгертуге түрлендіреді.
Энергия тасымалдағыш сигналсыз (кернеу немесе ток) датчиктің аталған
параметрлерін өзгертуді қашықтыққа беру мүмкін емес. Сенсордың тиісті
параметрінің өзгеруін сенсордың токқа немесе кернеуге реакциясы арқылы
ғана анықтауға болады, өйткені аталған параметрлер осы реакцияны
сипаттайды. Сондықтан параметрлік датчиктер тұрақты немесе айнымалы
токпен жұмыс істейтін арнайы өлшеу тізбектерін қолдануды қажет етеді.
Омикалық (резистивті) датчиктер
-
жұмыс принципі l ұзындығы, s
қимасы ауданы немесе P меншікті кедергісі өзгерген кезде олардың белсенді
кедергісінің өзгеруіне негізделген:
R= pl/S (5.1)
185
Сонымен қатар, белсенді қарсылық шамасының байланыс қысымына
және фотокеллалардың жарықтандырылуына тәуелділігі қолданылады.
Осыған сәйкес омикалық сенсорлар бөлінеді: байланыс, Потенциометриялық
(реостат), тензорезистор, Терморезистор, фоторезистор.
Контактілі сенсорлар
-
бұл бастапқы элементтің қозғалысын электр
тізбегінің кедергісінің спазмодикалық өзгеруіне айналдыратын резисторлық
сенсорлардың қарапайым түрі. Байланыс датчиктерінің көмегімен күш
-
жігерді, қозғалыстарды, температураны, объектілердің өлшемдерін, олардың
пішінін және т. б. өлшейді және бақылайды. Контактілі сенсорларға негізінен
электр өткізгіш сұйықтықтардың шекті деңгейлерін өлшеу үшін
қолданылатын жол және терминалды қосқыштар, контактілі термометрлер
және электрод сенсорлары жатады.
Байланыс сенсорлары тұрақты және айнымалы токта жұмыс істей алады.
Өлшеу шегіне байланысты байланыс сенсорлары бір шекті және көп шекті
болуы мүмкін. Соңғылары айтарлықтай өзгеретін шамаларды өлшеу үшін
қолданылады, ал электр тізбегіне қосылған R резисторының бөліктері
біртіндеп қысқарады.
Контактілі сенсорлардың кемшілігі
-
үздіксіз бақылаудың қиындығы
және байланыс жүйесінің шектеулі қызмет ету мерзімі. Бірақ бұл
сенсорлардың өте қарапайымдылығына байланысты олар автоматика
жүйелерінде кеңінен қолданылады.
Реостат сенсорлары
-
өзгеретін белсенді кедергісі бар резистор.
Сенсордың кіріс мәні
-
контактіні жылжыту, ал шығыс
–
оның кедергісінің
өзгеруі. Жылжымалы байланыс механикалық түрде қозғалатын (бұрыштық
немесе сызықтық) түрлендірілуі керек объектімен байланысты.
Реостат сенсорын қосудың Потенциометриялық схемасы ең көп
таралған, онда реостат кернеу бөлгіш тізбегіне сәйкес қосылады. Естеріңізге
сала кетейік, кернеу бөлгіші тұрақты немесе ауыспалы кернеуді бөліктерге
бөлуге арналған электрлік құрылғы деп аталады; кернеу бөлгіші
резисторлардан, конденсаторлардан немесе индукторлардан тұратын электр
тізбегінің элементтері арқылы қол жетімді кернеудің бір бөлігін ғана алуға
(пайдалануға) мүмкіндік береді. Кернеу бөлгіш тізбегіне сәйкес қосылатын
айнымалы резистор потенциометр деп аталады.
Әдетте реостат датчиктері механикалық өлшеу құралдарында олардың
көрсеткіштерін электрлік шамаларға (ток немесе кернеу) түрлендіру үшін
қолданылады, мысалы, сұйықтық деңгейінің қалқымалы өлшегіштерінде,
әртүрлі қысым өлшегіштерде және т. б.
Тензорезисторлар
(тензометриялық
датчиктер)
механикалық
кернеулерді, шағын деформацияларды, дірілді өлшеу үшін қолданылады.
Тензорезисторлардың әрекеті оларға қолданылатын күштердің әсерінен
өткізгіш және жартылай өткізгіш материалдардың белсенді кедергісінің
өзгеруінен тұратын тензоэффектке негізделген.
Термометрлік датчиктер (термисторлар)
-
қарсылық температураға
байланысты. Термисторлар сенсор ретінде екі жолмен қолданылады:
1) термистордың температурасын қоршаған орта анықтайды; термистор
186
арқылы өтетін ток соншалықты аз, сондықтан термистордың қызуына
әкелмейді. Бұл жағдайда термистор температура сенсоры ретінде
қолданылады және көбінесе "қарсылық термометрі"деп аталады.
2) терморезистордың температурасы шамасы бойынша тұрақты токпен
қыздыру дәрежесімен және салқындату жағдайларымен анықталады. Бұл
жағдайда орнатылған температура термистор бетінің жылу беру жағдайымен
анықталады (қоршаған ортаның
–
газдың немесе сұйықтықтың қозғалыс
жылдамдығы
–
термисторға қатысты, оның тығыздығы, тұтқырлығы және
температурасы), сондықтан термисторды ағын жылдамдығының сенсоры,
қоршаған ортаның жылу өткізгіштігі, газдардың тығыздығы және т.б. осы
типтегі датчиктерде екі сатылы түрлендіру жүреді: өлшенетін шама алдымен
термистор температурасының өзгеруіне айналады, содан кейін ол
қарсылықтың өзгеруіне айналады.
Термисторлар таза металдардан да, жартылай өткізгіштерден де
жасалған. Мұндай сенсорлар жасалған Материал жоғары температуралық
қарсылық коэффициентіне, мүмкін болса, қарсылықтың температураға
сызықтық тәуелділігіне, қасиеттердің жақсы көбеюіне және қоршаған орта
әсеріне инерттілігіне ие болуы керек. Барлық көрсетілген қасиеттер
платинамен қанағаттандырылады; аз мөлшерде
-
мыс және никель.
Индуктивті сенсорлар машиналардың, механизмдердің, роботтардың
және т.б. жұмыс органдарының қозғалысы туралы байланыссыз ақпарат
алуға және осы ақпаратты электр сигналына айналдыруға қызмет етеді.
Индуктивті сенсордың жұмыс принципі магниттік тізбектің жеке
элементтерінің (якорь, ядро және т.б.) орналасуына байланысты магниттік
тізбектегі ораманың индуктивтілігінің өзгеруіне негізделген. Мұндай
сенсорларда сызықтық немесе бұрыштық қозғалыс X (кіріс мәні) сенсордың
индуктивтілігінің (L) өзгеруіне айналады. Бұрыштық және сызықтық
қозғалыстарды, деформацияларды, өлшемді бақылауды және т. б. өлшеу
үшін қолданылады.
Қарапайым жағдайда индуктивті сенсор
-
бұл магниттік өткізгіші бар
индуктор, оның жылжымалы элементі (якорь) өлшенетін шаманың әсерінен
қозғалады.
Индуктивті сенсор барлық өткізгіш заттарды таниды және соған сәйкес
жауап береді. Индуктивті сенсор байланыссыз, механикалық әсерді қажет
етпейді, электромагниттік өрісті өзгерту арқылы байланыссыз жұмыс істейді.
Сыйымдылық датчиктері
-
жұмыс принципі конденсатордың электр
сыйымдылығының мөлшеріне, оның төсеніштерінің өзара орналасуына және
олардың арасындағы ортаның диэлектрлік өткізгіштігіне байланысты.
Екі қабатты жалпақ конденсатор үшін электр сыйымдылығы өрнекпен
анықталады (5.2):
С = e0eS/h (5.2)
мұндағы e0
-
диэлектрлік тұрақты;
e -
төсемдер арасындағы ортаның салыстырмалы диэлектрлік тұрақты;
S -
Белсенді төсем ауданы;
187
h-
конденсатордың төсемдері арасындағы қашықтық.
C(S) және C(h) тәуелділіктері механикалық қозғалыстарды
сыйымдылықты өзгертуге түрлендіру үшін қолданылады.
Достарыңызбен бөлісу: |