1.6. Проаналізувати експлуатаційні характеристики датчиків.(можна ще пошукати)

Датчиком називається первинний елемент автоматичної системи, що реагує на зміну фізичної величини, що характеризує процес, і що перетворює цю величину в іншу, зручну для роботи подальших елементів. Статичною характеристикою датчика є залежність зміни вихідної величини від зміни вхідних. Датчики можна класифікувати або за тим величинам, які вони повинні вимірювати (датчики тиску, датчики рівня), або за тими параметрами, в які перетворюються вимірювані величини (датчики опору, датчики індуктивності). Більш раціональна класифікація за другою ознакою, тому що два індуктивних датчика, службовці для вимірювання різних величин (наприклад, тиску, рівня), подібні між собою і мають близькі конструктивні та експлуатаційні характеристики. У той же час ємнісний та індуктивний датчики, службовці для вимірювання однієї і тієї ж величини, сильно відрізняються один від одного за конструкцією, схемою і характеристикам. Експлуатаційні характеристики - до їх числа можуть бути віднесені: маса, габаритні розміри, споживана потужність, міцність електричної ізоляції, номінали використовуваних електричних напруг, а також стійкість до агресивних середовищ, всіляким випромінювань, іскробезпека і т.д.

Для безвідказної роботи датчика потрібно виконувати умови експлуатації, які описані в комплекті документів. Комплект експлуатаційної документації: а) опис інформаційних функцій оперативного відображення і реєстрації значень технологічних параметрів і показників устаткування, що управляють, а так само результатів математичних і логічних операцій виконуваних комплектом технологічних автоматизації. б) опис оперативного виявлення, відображення, реєстрації і сигналізації відхилень значень технологічних параметрів і показників стану устаткування залежно від встановлених нормативів (показників). в) опис підготовки інформації і виконання процедур обміну з суміжними і вищестоящими системами управління. г) опис раціонального режиму ведення технологічного процесу. д) опис формування і передачі на входи виконавчих пристроїв дій, що управляють, автоматично або за допомогою оператора, для реалізації обраного режиму.

1.7. Конструкція струнних датчиків та їх застосування.

Для вимірювання неелектричних величин застосовується і частотний метод, при якому вимірювана величина перетворюється в змінну напругу, частота якого залежить від цієї величини. Перевагою частотного методу вимірювання є те, що в процесі передачі і подальшої обробки частотного вихідного сигналу не виникає додаткової похибки. Найбільший розвиток для перетворення неелектричних величин у частоту отримали струнні датчики. Принцип дії струнного датчика заснований на залежності власної частоти коливань натягнутої струни довжиною і масою від сили натягу. Струнні датчики використовуються в приладах для вимірювання сили, тиску, витрати, температури та ін При впливі на струну вимірюваної сили струна практично не розтягується, тому первинний перетворювач (наприклад, мембрана в датчику тиску) працює, майже не деформуючись.

Схеми пристрою струнних датчиків: а — однострунного; б — диференціального; 1 — струна; 2 — корпус; 3 — вихідний перетворювач (U — напруга живлення, е — едс(електрорушійна сила) на виході перетворювача); 4 — мембрана; 5 — пружина; 6 — вихідний сигнал; р і F — вимірювані параметри (тиск і зусилля).

У струнних датчиків вихідний сигнал - частота. Це вигідно зчастотними сигналами. Вони забезпечують високу точність відліку інезалежність показань лінії зв'язку, але ці датчики не можуть бути виконаніна низькі діапазони вимірювання, на широкий діапазон вібраційних навантажень,не можуть працювати в широкому температурному діапазоні. Струнні датчикискладні й дорогі у виготовленні. Індукційні датчики прості, дешеві, технологічність, але володіють низькимиточносних властивостями. тензорезисторні датчики завдяки своїм перевагам отрималишироке застосування (до 98% від числа всіх датчиків). Вони прості, надійні,можуть харчуватися як від постійного, так і змінного джерела живлення. Забезпечують широкий діапазон роботи і практично не знижують жорсткостіконструкції системи. Недоліком цих датчиків є низька величинавихідного сигналу, недостатньо висока точність перетворення іспецифічна технологія.

Як відомо, принцип дії струнних датчиків заснований на залежності власної частоти коливань струни від сили її натягу. Вище ми вже згадували, що струнні датчики залежно від схеми їхнього включення й пов'язаної із цим конструкцією можуть використовуватися як у генераторному, так і в параметричному режимі. Датчик для роботи в генераторному режимі являє собою струну Із із феромагнітного матеріалу, натяг якої однозначно залежить від вимірюваного параметра. Як приклад здійснення залежності сили натягу струни від вимірюваного параметра на малюнку показане закріплення струни у двох стійках жорстко пов'язаних із пружною мембраною М, що випробовує однобічний тиск Pi. При збільшенні тиску мембрана прогинається й росте відстань L між крапками закріплення струни, що при цьому розтягується. Досить висока крутість перетворення (чутливість) струнного датчика дозволяє використовувати товсті мембрани з малим переміщенням, що практично зводить до нуля помилку від гістерезису. Можливі й інші конструкції чутливих елементів, що дозволяють впливати на силу натягу струни у функції температури, витрати й тому подібних параметрів. Для перетворення сили натягу струни в електричний сигнал у найпростішому випадку в безпосередній близькості від струни розташований поляризований електромагніт ЭМ.