4.2.3 Датчики температури

Для реалізації датчиків температури широко використовується властивість провідників і напівпровідників змінювати свій опір залежно від температури. Зв'язок опору з температурою визначається наступною залежністю:

,

де - опір при температурі ; - температурний коефіцієнт опору.

Для міді , для нікелю . Більшим температурним коефіцієнтом володіють напівпровідникові терморезистори – термістори. Для них .

Датчики, що використовують термо-ЕРС, складаються з термопари або декількох термопар, з'єднаних послідовно. В якості матеріалу термопар використосовують дорогоцінні і неблагородні метали і їхні сплави. Особливістю більшості термопар є нелінійна залежність термо-ЕРС від температури, що обмежує їхнє застосування в датчиках автоматичних пристроїв.

Датчики із проміжними перетвореннями, що використовують лінійне розширення, можуть працювати як під впливом тепла, переданого шляхом теплообміну, так і під впливом тепла від струму, що проходить через сприймаючу систему.

Чутливий елемент таких датчиків виготовляється з матеріалів (найчастіше металів і їхніх сплавів) з різними коефіцієнтами лінійного розширення. При зміні температури окремі частини чутливого елемента подовжуються по-різному, що приводить до спрацьовування контактів.

В якості матеріалів з великим коефіцієнтом лінійного розширення можливо також використання рідини і газу. Прикладом може служити контактний термометр, у якому рухливим контактом є сам ртутний стовпчик.

Різновидом датчиків температури, що використовують лінійне розширення тіл, є біметалічні датчики, чутливим елементом яких є пластина або спіраль із біметалу. Один кінець пластини або спирали закріплюється нерухомо, а інший пов'язаний з виконавчим органом.

4.2.4 Індуктивні датчики

В основу роботи датчиків і реле даної групи покладена властивість дроселя або трансформатора з повітряним зазором змінювати свою індуктивність при зміні величини повітряного зазору.

На рис. 4.2.7 представлена спрощена схема безконтактного датчика переміщення. Величина індуктивності дроселя при ненасиченому магнітопроводі визначається наступним вираженням:

, (4.2.4)

де ‑ абсолютна магнітна проникність вакууму; ‑ число витків обмотки; ‑ площа перетину полюса; ‑ величина повітряного зазору.

З виразу (4.2.4) видно, що зміна величини повітряного зазору приводить до зміни індуктивності дроселя і струму навантаження.

Рис. 4.2.7

4.3 Датчики кута і розузгодження на обертових трансформаторах і сельсинах

Обертові трансформатори і сельсини належать до групи активних аналогових датчиків кутового переміщення або кутового розузгодження. Датчики кута, які перетворюють кутову координату або лінійне переміщення в напругу, застосовуються в позиційних та слідкуючих ЕМС для отримання сигналу зворотного зв’язку за положенням виконавчого органу робочої машини. Якщо датчик виконує функцію вимірювання різниці кутових координат, наприклад заданого і фактичного положення робочого органа, то він розглядається як датчик кутового розузгодження.