Розділ 4 датчики автоматизованих електромеханічних систем
Лекція 25. Класифікація, основні параметри та характеристики датчиків автоматизованих електромеханічних систем. Статичні характеристики, динамічні властивості та похибки датчиків, узгодження характеристик датчиків з подальшими пристроями.
Завдання на СРС. Вивчення характеристик датчиків автоматизованих електромеханічних систем.
Література: 1, с.195-199; 1а, с.314-320.
Питання для самоконтролю:
Класифікація, основні параметри та характеристики датчиків та реле автоматизованих електромеханічних систем.
Статичні характеристики, динамічні властивості та похибки датчиків, узгодження характеристик датчиків з подальшими пристроями.
В автоматизованих електромеханічних системах датчики використовуються в колах зворотних зв’язків, схемах автоматизації та захистів.
4.1 Призначення і основні параметри датчиків
Датчики є елементами, що здійснюють безперервний функціональний зв'язок між вхідною величиною в одному процесі і вихідню величиною - в іншому. Вхідними величинами датчиків можуть бути як електричні величини (напруга, струм, потужність, частота і фаза змінного струму, провідність тощо), так і неелектричні (лінійне або кутове переміщення, швидкість, прискорення, обертаючий момент, температура, тиск тощо). Вихідною величиною датчиків, які використовуються в системах автоматичного керування, звичайно є електричний сигнал (аналоговий або дискретний).
Класифікація датчиків може бути здійснена за наступними ознаками:
залежно від характеру вхідної величини - датчики електричних і неелектричних величин;
за способом подання вихідної інформації - аналогові і дискретні;
за конструктивним виконанням і схемою можна виділити контактні і безконтактні датчики.
за принципом дії - пасивні (параметричні) та активні (генераторні).
До параметричних належать датчики, які перетворюють енергію додаткового джерела в електричний сигнал за рахунок зміни внутрішніх параметрів елементів (резистивні, індуктивні та ємнісні). До генераторних належать датчики, які самостійно виробляють електричний сигнал або використовують енергію додаткового джерела тільки для збудження. Це тахогенератори, сельсини, обертові трансформатори, датчики, в яких використовується термо-ЕРС, фотоефект, п’єзоефект тощо.
Основна характеристика аналогового датчика - залежність вихідної величини Y від вхідної величини Х (рис. 4.1.1). Вона може бути лінійною або нелінійною. Для лінійної характеристики відношення У/Х = К називається коефіцієнтом передачі або чутливістю датчика. Якщо характеристика датчика нелінійна, то користуються відношенням Y/Х = К. В цьому разі коефіцієнт передачі - змінна величина і його слід визначати для робочої точки (РТ) на характеристиці вхід-вихід.
Для інерційних датчиків основна характеристика описується вже не коефіцієнтом передачі, а передаточною функцією:
де K ‑ коефіцієнт передачі (чутливість) датчика; T - стала часу.
Рис. 4.1.1
До датчиків ставляться вимоги лінійності характеристик, високої точності, чутливості, швидкодії, надійності, відсутності зворотної дії датчика на вимірювану величину. Крім того, однією з основних вимог є стабільність характеристик датчика в часі і при зміні умов роботи (температури, тиску, вологості, положення датчика в просторі та ін.)
Залежно від виду вхідного параметра розрізняють датчики і реле лінійного і кутового механічного переміщення, швидкості, прискорення, моменту, температури, тиску та ін.
Лекція 26. Аналогові датчики регульованих змінних електропривода та параметрів технологічних процесів.
Завдання на СРС. Вивчення принципу дії та характеристик типових аналогових датчиків напруги, струму, моменту, швидкості, положення.
Література: 1, с.199-220; 2, с.175-185; 7, с.32-122; 1а, с.315-320.
Питання для самоконтролю:
Опис принципів дії основних датчиків і реле.
Резистивні, індуктивні, тензометричні датчики.
Призначення і принцип дії обертових трансформаторів і сельсинів. Амплітудний і фазовий режим роботи, симетрування.
Призначення і принцип дії тахогенераторів постійного і змінного струму. Основні похибки тахогенераторів.