Требования к датчикам.

1. Однозначность характеристик – отсутствие гистерезиса.

2. Минимальное влияние внешних факторов.

3. Высокая чувствительность.

4. Стабильность характеристик во времени.

5. Простота и технологичность конструкции.

6. Взаимозаменяемость.

7. Высокое быстродействие.

8. Удобство монтажа и обслуживания.

Принципы развития датчиков.

А) Разрабатываются на основе высоких технологий оптоэлектроники,

Б) используются новые физические принципы,

В) уменьшается масса и увеличивается точность,

Г) есть тенденции разработать интеллектуальный датчик, частотный датчик с нормированным выходом (0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА),

Д) осуществляется связь со стандартной измерительной системой, где через монитор выдается информация.

Резистивные датчики.

Другое их название резистивные преобразователи.

Различают:

• контактные,

• реостатные,

• электролитические,

• тензодатчики.

Рассмотрим простейший контактные датчик:

Входная величина Х - перемещение

Выходная величина Y – сопротивление.

Конструкция простейших реостатных датчиков.

Это может быть проволочное сопротивление.

Скользящий контакт.

На каркас наматывается проволка ( нихром, константан, манганин, фехраль).

Входная величина Х - перемещение

Выходная величина Y – сопротивление.

Подвижный контакт на оси.

Входная величина Х – угловое перемещение

Выходная величина Y – сопротивление

Если не проволочное сопротивление, то используют резистивную полоску и скользящий контакт.

Схемы включения.

Существует две схемы включения

- реостатное включение:

- потенциометрическое включение

а)

X- линейное перемещение

φ- угловое перемещение

Чувствительность:

При реостатном включение она определяется сопротивлением. Чем больше R, тем больше чувствительность.

При потенциометрическом включении определяется величиной питающего напряжения.

Порог чувствительности:

определяется диаметром провода.

Δ₀- погрешность дискретности или порог чувствительности.

Для того, чтобы уменьшить Δ₀, необходимо уменьшить диаметр Δ₀

проволоки, а чтобы исключить Δ₀ – использовать

не проволоку, а напыление. Х

Погрешность характеристики.

Зависит от:

- одинаковости шага намотки.

- необходимого натяжения провода,

- строения геометрического каркаса( грани прямолинейные и параллельные)

Погрешность от влияния нагрузки.

1)

чтобы уменьшить погрешность, необходимо уменьшить нагрузку. Можно поставить большое сопротивление и превратить в источник тока при соответствующей схеме, можно ограничить перемещение движка.

2)

Данная схема – источник тока, когда сопротивление нагрузки пренебрежимо мало по отношению к внутреннему сопротивлению источника.

Погрешность температурная:

необходимо использовать материалы с низким температурным коэффициентом (манганин), или использовать терморезистор, который будет учитывать влияние температуры.

Другие схемы включения:

Два кольцевых реостата

соединяются параллельно,

два движка.

Так же есть функциональные датчики, с нелинейной характеристикой:

Из линейного датчика тоже можно сделать функциональный.