Реферат по моисеенко

Реферат

Сдела

Студент группы ЕД 10 Б

Пономаренко Виталий

Индуктивный датчик

ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДУКТИВНОГО ДАТЧИКА

Принцип работы индуктивного датчика достаточно прост - определяется индуктивность замкнутого металлического контура. Если металлический предмет проходит сквозь контур или появляется вблизи него датчик срабатывает за счет изменения индуктивности. После подачи напряжения питания, перед активной поверхностью бесконтактного индуктивного выключателя образуется электромагнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности генератора. При внесении управляющего объекта в зону чувствительности индуктивного датчика, снижается добротность колебательного контура и соответственно амплитуда колебаний. Это вызывает срабатывание триггера и изменение коммутационного состояния индуктивного датчика. В качестве коммутационных элементов используются мощные рпр и прп транзисторы

ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ. ПРИМЕНЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

  Индуктивные датчики с малым диаметром контура могут применяться для регистрации обрыва тонких проволок, контур большого размера используют для контроля прохождения металлических узлов по конвейеру. Индуктивные датчики наиболее эффективно использовать в качестве конечных выключателей в автоматических линиях, станках и т.п., т.к. они срабатывают только на проводящие материалы и не чувствительны ко всем остальным. Это увеличивает их защищенность от помех - введение в зону чувствительности индуктивного датчика рук оператора, эмульсии, воды, смазки и т.д. не приведет к ложному срабатыванию. В качестве управляющего объекта дляиндуктивного датчика используются такие металлические конструктивы, как зубья шестерен, кулачки, ползуны; часто это металлическая пластина, прикрепленная к соответсвующей детали оборудования. Для настройки расстояния воздействия применяют пластину из стали, толщиной 1 мм. Пластина имеет форму квадрата со стороной более или равной значению диаметра индуктивного датчика. В случае применения конструктивов не из стали, а из других металлов, вводятся поправочные коэффициенты:  Чугун -1,1  Хром-никель -0,9  Латунь -0,4  Аллюминий -0,35  При установке индуктивного датчика в реальную конструкцию, следует учитывать влияние окружающих неподвижных металлических элементов и других индуктивных выключателей.

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ

Назначение. Принцип действия

Потенциометрические датчики предназначены для преобразования механического перемещения в электрический сигнал. Основной частью датчика является реостат, сопротивление которого изменяется при перемещении движка, скользящего по проволоке (схема включения потенциометрического датчика показана на рис. 4.1, а). Напряжение питания подается на всю обмотку реостата через неподвижные выводы этой обмотки. Выходное напряжение, пропорциональное перемещению движка, снимается с одного из неподвижных выводов и с подвижного движка. Такая схема включения в электротехнике называется потенциометрической или схемой делителя напряжения.

Если сопротивление всей обмотки датчика обозначить через R, а сопротивление части этой обмотки, с которой снимается выход­ное напряжение, через R, то потенциометрическая схема включения датчика может быть представлена как последовательное соеди­нение резисторов с сопротивлением R и (R- R) (рис. 4.1, б). Ток через обмотку датчика I= U/R, а приложенное напряжение рас­пределяется (делится) между последовательно соединенными рези­сторами: U= I R + I(R - R). Если сопротивление обмотки равно­мерно распределить по длине I, а перемещение движка обозначить через х, то выходное напряжение датчика

U = IR = Ux/I.

Таким образом, выходной сигнал датчика пропорционален перемещению движка.

В автоматических системах движок может быть механически связан с каким-либо устройством (клапаном, рулем, антенной, режущим инструментом и т. п.), положение которого надо измерить и передать в виде электрического сигнала. Усилие, под действием которого перемещается движок, в этом случае весьма велико. Поэтому для обеспечения надежного контакта между движком и обмоткой следует иметь достаточно большую силу прижатия движка. В автоматических приборах для измерения различных неэлектрических величин движок датчика соединяется с чувствительным элементом, преобразующим контролируемую величину в перемещение. Усилие, развиваемое чувствительными элементами (мембранами, биметаллическими пластинами, поплавками и т. п.), невелико. Поэтому нельзя сильно прижимать движок к обмотке.

Наличие скользящего контакта снижает надежность потенциометрического датчика и является его основным недостатком. Для питания датчика может быть использовано как напряжение постоянного тока, так и напряжение переменного тока невысокой часто­ты. Входным сигналом датчика может быть не только линейное, но и угловое перемещение.

В зависимости от закона изменения сопротивления обмотки различают линейные и функциональные потенциометрические датчики.

Емкостные датчики

Емкостным датчиком называют преобразователь параметрического типа, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение емкостного сопротивления.

Области применения емкостных датчиков

Возможные области применения емкостных датчиков чрезвычайно разнообразны. Они используются в системах регулирования и управления производственными процессами почти во всех отраслях промышленности. Емкостные датчики применяются для контроля заполнения резервуаров жидким, порошкообразным или зернистым веществом, как конечные выключатели на автоматизированных линиях, конвейерах, роботах, обрабатывающих центрах, станках, в системах сигнализации, для позиционирования различных механизмов и т. д.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили датчики приближения (присутствия), которые помимо своей надежности, имеют широкий ряд преимуществ. Имея сравнительно низкую стоимость, датчики приближения охватывают огромный спектр направленности по своему применению во всех отраслях промышленности. Типичными областями использования емкостных датчиков этого типа являются:

сигнализация заполнения емкостей из пластика или стекла;

контроль уровня заполнения прозрачных упаковок;

сигнализация обрыва обмоточного провода;

регулирование натяжения ленты;

поштучный счет любого вида и др.

Емкостные датчики линейных и угловых перемещений являются наиболее распространенными приборами, широко используемыми в машиностроении и на транспорте, строительстве и энергетике, в различных измерительных комплексах.

Сравнительно новыми приборами, доведенными до широкого промышленного применения в последние годы, стали малогабаритные емкостные инклинометры с электрическим выходным сигналом, пропорциональным углу наклона датчика.. В качестве основных можно считать следующие области применения инклинометров: использование в системах горизонтирования платформ, определение величины прогибов и деформаций различного рода опор и балок, контроль углов наклона автомобильных и железных дорог при их строительстве, ремонте и эксплуатации, определение крена автомобилей, кораблей и подводных роботов, подъемников и кранов, экскаваторов, сельскохозяйственных машин, определение углового перемещения различного рода вращающихся объектов – валов, колес, механизмов редукторов как на стационарных, так и подвижных объектах.

Тензометрические датчики 

Тензометрические датчики  - это приборы, назначение которых измерение силы, давления, крутящего момента и некоторых других параметров. Эти датчики работают по принципу  измерения деформации. Наиболее часто тензометрический датчик можно встретить в весоизмерительном оборудовании, дозаторных установках и других конструкциях. Но чаще всего тензодатчиками оснащаются электронные весы.  Не все весы тензодатчики отличаются высокой точностью. Те, которые не дают достаточной точности измерений, не позволяют произвести полную автоматизацию процессов производства. А те, которые слишком чувствительны к условиям окружающей среды, реагируют на изменения температуры, что тоже не позволяет получить точные измерения. Поскольку потребитель всегда старается выбирать наиболее качественные приборы.  Таковыми являются устройства, в которых максимальна возможная номинальная нагрузка, а также те, которые могут обеспечить самую высокую точность показаний, полученных при измерениях. В качестве примера можно привести такие тензометрические датчики: это товары, выпущенные компаниями Flintec или NBM. Именно эти приборы характеризуются безупречной, высокой точностью. Их продукция относится к классу С3, что говорит о возможной погрешности, составляющей не более двух сотых процента. В зависимости от того, в каком месте конструкции будет осуществляться установка тензодатчика, выбирается и его форма. В ассортименте представлено достаточно много датчиков S-образной формы, балочных, колонных, сильфонных, одноточечных, шайбовых. Такое многообразие позволяет удовлетворить потребности многих сфер промышленности и производства и обеспечить частных клиентов необходимыми приборами измерения веса.  Особые требования предъявляются к тензодатчикам, которые предназначены для применения в пищевой отрасли. Для их производства может быть использована только нержавеющая сталь, поскольку санитарные норма не допускают применения других материалов. Класс точности в таких приборах может быть не самым высоким, а вот безопасность должна соответствовать всем стандартам. Поэтому тензометрический датчик, который будет использоваться в пищевой промышленности, должен иметь класс защиты IP 68. 

Пьезометрические датчики

Пьезометрические датчики применяются при измерении быстро изменяющихся давлений. 

Пьезометрический датчик состоит из двух сосудов: через один непрерывно протекает контролируемый раствор, во втором находится эталонная жидкость с удельным весом уч - Уровень в проточном сосуде 1 поддерживается постоянным за счет перелива. Сосуд с эталонной жидкостью 2 служит для подавления нуля. Конструктивно этот сосуд размещен внутри проточного сосуда для выравнивания температуры эталонной и проточной жидкостей. 

Пьезометрический датчик уровня предназначен для автоматического контроля уровня агрессивных кристаллизующихся жидкостей и пульп в открытых емкостях. 

Погружные пьезометрические датчики монтируют на горловинах аппаратов, находящихся под атмосферным давлением. 

В дифференциальном пьезометрическом датчике регулятора плотности ( концентрации) типа ДРП применено устройство, компенсирующее одновременно балластное давление и температурные изменения плотности. Датчик регулятора плотности выпускается двух модификаций: проточного типа КМ и погружного типа ДПМ.