13 Типы электрических датчиков

Электрические датчики относятся к наиболее важным элементам систем автоматики. С помощью датчиков контролируемая или регулируемая величина преобразуется в сигнал, в зависимости от изменения которого и протекает весь процесс регулирования. Распространение получили датчики с электрическим сигналом.

Входным сигналом датчиков могут быть различные физ величины: механическое перемещение, скорость, сила, температура, давление, расход, влажность. В зависимости от вида входного сигнала различают датчики перемещения, скорости, силы, температуры и др. Это электрические датчики неэлектрических величин. При автоматизации электросетей и электроустановок возникает необходимость в получении сигналов, соответствующих току, напряжению, мощности и другим электрическим величинам. Для этого используют датчики тока, напряжения, мощности и др. В них одна электрическая величина — входной сигнал — преобразуется в другую электрическую величину — выходной сигнал.

По характеру формирования электрического выходного сигнала делятся на параметрические (пассивные) - изменение входного сигнала вызывает соответствующее изменение какого-либо параметра электрической цепи (активного сопротивления, индуктивности, емкости) и генераторные (активные) - являются источниками электрической энергии, зависящей от входного сигнала.

По характеру изменения выходного сигнала различают датчики непрерывного (аналогового) и дискретного типа. Ко всем электрическим датчикам предъявляются технические требования: надежность, точность, чувствительность, быстродействие, минимальные габариты, масса.

Датчики различают также по диапазону изменения входного сигнала. Очень важно чтобы диапозон изменения выходного сигнала был при этом одинаков для разных приборов. Унификация выходных сигналов датчиков позволяет использовать общие усилительные и исполнительные элементы для самых разных систем автоматики. В нашей стране такая унификация проведена путем создания Государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП). Унификация элементов и блоков ГСП ускоряет процесс проектирования и изготовления систем автоматики, повышает технологичность конструкций, упрощает комплектацию, монтаж и эксплуатацию автоматических систем.

21. Терморезисторы

- их активное сопротивление зависит от температуры. Называют также термометрами сопротивления или термосопротивлениями. Они применяются для измерения температуры в диапазоне от -270 до 1600 °С.

Если Т нагревать проходящим через него электрическим током, то его температура будет зависеть от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Так как интенсивность теплообмена зависит от физических свойств газовой или жидкой среды (от теплопроводности, плотности, вязкости), в которой находится Т, от скорости перемещения Т относительно газовой или жидкой среды, то они используются в приборах для измерения скорости, расход, плотности.

Металлические Т изготовляют из чистых металлов: меди, платины, молибдена и вольфрама. Распространение получили медные и платиновые Т. Хотя железные и никелевые Т имеют примерно в полтора раза больший температурный коэффициент сопротивления, чем медные и платиновые, однако применяются они реже. Железо и никель сильно окисляются и при этом меняют свои характеристики. При необходимости измерять высокие температуры применяются жаропрочные металлы, как вольфрам и молибден.

Широкое применение получили полупроводниковые Т, которые называют термисторами. Материалом для их изготовления служат смеси оксидов марганца, никеля и кобальта и др.

Термисторы имеют на порядок больший температурный коэффициент сопротивления — отрицательный, т. е. при увеличении температуры сопротивление термистора уменьшается. Недостаток полупроводниковых Т по сравнению с металлическими — непостоянство температурного коэффициента сопротивления. С ростом температуры он сильно падает, т. е. термистор имеет нелинейную характеристику. При массовом производстве термисторы дешевле металлических Т, но имеют больший разброс характеристик.