Predavanje 4-6.

Svaki mjerni uređaj može se smatrati odašiljačem izmjerene vrijednosti G, što predstavlja ovu vrijednost u obliku numeričkih vrijednosti (G) i rezultira pogodnim za njegovu percepciju i dalju upotrebu obrasca. Slika 2 prikazuje generalizirani model mjernog instrumenta, gdje je izmjerena vrijednost G predstavljena ulaznim vrijednostima X E, a prikaz izmjerene vrijednosti (G) [G] je izlazna vrijednost x a. Ova pretvorba provodi funkcionalni element koji se naziva osjetljivim elementom ili primarni mjerni pretvarač (PIP).

Sl. 2. Generalizirani model mjernog instrumenta

Mikroelektronski pips sa izlaznim električnim ili optičkim signalima nazivaju se senzori. Često se PIP naziva i senzorima (uprkos popularnosti pojam "senzora" ne preporučuje se državni standard U našoj zemlji po mogućnosti korišteno. Značenje ovog koncepta je "davanje" informacija, I.E. Nezavisno generirajte signal koji ne odgovara karakterističnoj PIP funkciji funkcije konverzije izmjerene vrijednosti u signal pogodan za dalju upotrebu).

U komparativno jednostavni alati Izmjerena vrijednost prikazuje se izravno kao izlazna vrijednost. Međutim, često su izlazni signali PIP-a podvrgnuti sekundarnoj transformaciji koja je povezana sa zahtjevima daljnje obrade signala. U ovom slučaju mora postojati nedvosmislena funkcionalna ovisnost između izmjerene vrijednosti, I.E. Original i njegov prikaz. Obično se osigurava da je ta ovisnost u mjernom transformaciji bila linearna i funkcija x. a \u003d. f.(x. e) - Jednadžba PIP transformacije - grafički prikazana ravna linija.

Osjetljivi elementi i senzori jedan su od glavnih elemenata automatskih sustava. Dizajnirani su za promjenu i kontrolu raznih fizičke količine (Parametri proizvodnih procesa): temperature, pritisak, vlaga, koncentracija rješenja, brzina rotacije itd. U pravilu, osjetljiv element odgovara promjeni parametra i pretvara ovu promjenu u prikazu, pogodno za buduću upotrebu u automatskom sustavu. U većini slučajeva potrebna je promjena neelektrične veličine za pretvaranje električne vrijednosti u promjenu. Konstruktivan ukrašen dio automatskog sistema u kojem se promjenjiva vrijednost istovremeno pretvori u drugu fizičku vrijednost, prikladniji za njegovu dalju upotrebu u automatskom sustavu naziva se senzor. Senzor uključuje osjetljiv element. Međutim, u praksi i u tehničkoj literaturi često ne daju razlike između koncepata "osjetljivog elementa" i "senzora".

Senzori su vrlo različiti uređaji. To se objašnjava fizičkom prirodom izmjerenih vrijednosti (procesni parametri) i razlika u principima na osnovu njihovog mjerenja. Obično se senzori klasificiraju prema izmjerenoj vrijednosti (temperaturu, protok tekućine, materijalne vlage itd.) I parametar u kojem se signal osjetljiv element (ohmički otpor, induktivnost, kapacitet itd.) Pretvori.

Osjetljivi elementi (senzori) mogu biti kontakt i beskontaktni. U prvom slučaju, u vrijeme mjerenja, osjetljiv element dolazi u kontakt sa kontroliranom tvari, u drugom mjerenju se događa bez kontakta.

Senzori koji se koriste u automatski uređajiMože biti parametričan i generator. Parametrični senzori pretvore promjenu u kontroliraniju vrijednosti, obično ne-električni, u promjene u parametrima električnog kruga. Senzori generatora pretvaraju promjenu u kontroliranij vrijednosti u EDC-u.

Osnovni zahtjevi za senzore su: visoka osjetljivost, linearnost ovisnosti izlazne vrijednosti iz ulaznog i male inercije. Senzor kao element automatskog sustava pretvara kontrolirana vrijednost; naziva se ulaznu vrijednost x. 1, na drugu - izlazna vrijednost h. 2 . Pod osjetljivošću S. Shvatite omjer povećanja Δ x. 1 do povećanja Δ x. 2:

Okretanje do granice na δ x. 1 -\u003e 0, dobivamo izraz za diferencijalnu osjetljivost S. D:

Osjetljivost može imati dimenziju (na primjer, MV / HAIL, OM / MM, itd.) I biti vrijednost bez dimenzije.

Ponekad koristite relativna indikator osjetljivosti η :

,

gde h. 10 i h. 20 - unaprijed odabrane vrijednosti ulaznih i izlaznih vrijednosti senzora. U ovom slučaju, osjetljivost će uvijek biti bez dimenzija.

Ispod ćemo pogledati neke od najvažnijih vrsta senzora.

U automatskim sustavima se široko koriste mehanički osjetljivi elementi, ulaznu vrijednost koja se kreće. To se objašnjava činjenicom da su različite fizičke količine, poput sile, trenutka sile, pritiska, temperature, brzine, ubrzanja, geometrijske veličine tijela, relativno jednostavno pretvorene u prostorne raseljenja, funkcionalno povezane sa kvantitativnom vrijednošću ovih vrijednosti. Ta se kretanja pretvaraju u funkcionalno povezane električne parametre - trenutnu čvrstoću, napon, induktivnost, spremnik.

Najčešći senzori s pretvorbom raseljavanja u električne vrijednosti su robusni (potenciometrijski), elektrotenzometrijski, induktivni i kapacitivni.

Senzori protiv bolova Pretvorite osjetljiv element za promjenu struje ili napona. Slika 3 prikazane (senzori za rizostate, uključene prema šemi potenciometra.

Izlazna struja I. H i napon U. H je jedinstveno povezan sa položajem motora (sa stalnom vrijednošću napona napajanja U.), i sa dovoljno velikim otporom opterećenja ( R. N \u003e\u003e R.) A jednoliko namotavanje dirigenta praktično se pruža linearna ovisnost ili . Popisani senzor je razdjelnik napona s linearnim ili kutnim kretanjem motora. Osjetljivost takvih senzora određuje se izrazom za linearno kretanje s. Motor (Sl. 3a) i za kutno kretanje α motora (Sl. 3b).

Sl. 3. Pretovariti senzore

Ovakav senzori imaju značajne nedostatke zbog prisustva kliznog kontakta. Na primjer, pomicanje motora unutar jednog preokreta namota ne uzrokuje promjene u izlaznoj vrijednosti, pa se dogodi greška zbog postupnog promjene izlazne vrijednosti U. H sa glatkom promjenom ulaznog s ili α.

Obično se senzorski namotaj napravljen od manganin ili konstantane žice. U najodgovornijim slučajevima se senzorski namotaj napravljen od fine (D \u003d.0,03 mm) Platinum iridiyevo žica koja pruža dobar kontakt Sa vrlo niskim pritiskom motorom za navijanje.

Rheostat Group uključuje senzore uglja koji pretvaraju silu koja se prenose na električnu otpornost ili napon. Dijagram jednog od senzora uglja prikazan je na slici 4a . Sastoji se od grafitnih diskova sakupljenih u obliku stupca 1. Stupac se sastoji od 10-15 diskova s \u200b\u200bpromjerom od 5-10 mm i debljinom 12 mm. Na krajevima stupca postoje kontaktirani diskovi 2 i tvrdoglavi dizajni 3 , kroz koji se prenosi pritisak. Električna otpornost takvog senzora sastoji se od likovnih otpora grafitnih diskova i prolazne otpornosti na kontakt površinama između tih diskova. Uz sve veći pritisak, prolazna kontaktna otpornost senzora opada.

Slika 4b predstavljena krivulja ovisnosti otpornosti senzora iz primijenjene sile R,što je približno izraženo ovisnošću

,

gde R. G - ukupna impedancija grafitnih diskova; μ. l.- trajni koeficijent; R- Primjenjuje se na silu senzora.

Diferencijalna osjetljivost senzora uglja može se naći ukidanjem prethodnog izražavanja R:

.

U praksi češće koristi relativnu osjetljivost.

gde Δ. R. - Promijenite otpor senzora kada mijenja duljinu na δ l..

Sl. 4. Senzor uglja

Nedostatak senzora uglja je nelinearna karakteristika, nestabilnost u vremenu, značajna ovisnost otpora sa temperature okoline i značajne histereze (do 8%).

Za mjerenje malih pomaka (milimetra dionica), elastične deformacije, vibracije se najčešće koriste elektrotenzometrijski elementi Zastupanje žičanih senzora čija se deformacija pretvara u promjenu električne otpornosti. Takav žičani senzor (nadjelomjer) je tanak ( d \u003d0,02 ... 0,05 mm) Žica 1 (Sl. 5), Zigzago u obliku izolacijske baze 2 - obično tanki papir. Najčešće se koristi Constantanova ili Nichrome žica, na koji su bakreni zaključci priloženi na krajevima. 3. Senzor sa ljepilom (BF-2, BF-4, silikon ili drugi) ojačan je na detaljima i deformiran s njim. Pri mjere mjerenjima, tensenter je obično uključen u ramenu mjernog kruga mosta.

Sl. 5. Tensemetmetar

Induktivni senzori Prijavite se za mjerenje i kontrolu mehanički pokreti u rasponu od 0,01-50 mm. Međutim, neki od njih, tzv. Plinovši induktivni senzori mogu se koristiti za mjerenje pomaka koji dostižu desetine centimetara.

Krug najjednostavnijeg induktivnog senzora sidre prikazan je na slici 6A . Ulazna vrijednost u ovom slučaju je zračni jaz Δ, mijenjajući se prilikom pomicanja feromagnetske sidre 1 i izlaz - struja i.za stalan napon U:,

gde - Otpornost na zavojnicu 2 senzor; R.- aktivni otpor zavojnice; ω - trenutna frekvencija; L.- Induktor zavojnice senzora.

Sl. 6. Sidreni senzor

Induktivnost L., GN, zavojnice se mogu izračunati približnom formulom:

,

gdje je broj zavoja zavojnice; F -presjek magnetskog cjevovoda.

Budući da je aktivni otpor zavojnica znatno manje induktivni, i.e. R.<<L.otprilike možete uzeti

Približna ovisnost i \u003d F.(Δ) prikazano na slici 6 . Ova ovisnost je linearna u prilično širokom rasponu promjene jaza 6. Kada aktivni otpor postane može biti s induktivnim, linearnost je slomljena.

Osjetljivost induktivnog senzora može se odrediti iz izraza (1):

Na slici 7 prikazan je šematski dijagram induktivnog senzora klinača. U tim se senzorima nekretnina induktivnosti zavojnica koristi za promjenu njegovog otpora kada se u njega uvede feromagnetska jezgra. Promjenjiva struja industrijske (50 Hz) koristi se za napajanje induktivnih senzora, a ponekad i veće frekvencije (do nekoliko kilohertzma).

Sl. 7. Induktivni senzor klipa

Kapacitivni senzori Kondenzator je kapacitet od kojih se mijenja promjenom izmjerene neelektrične veličine, posebno vrijednosti kretanja. Dakle, kapacitivni senzori ulazne vrijednosti su linearni ili kutni prijelaz, a izlaz je električni spremnik. Primjeri kapacitivnih senzora prikazani su na slici 8.

Sl. 8. Kapacitivni senzori

Kapacitet Od Ravni kondenzatorski senzor sa promjenom udaljenosti između ploča (Sl. 8 ali) određena formulom:

gdje je dielektrična konstanta; F.- Aktivni kondenzatorski prostor; Δ - udaljenost između tanjira.

Da bi se senzorski kapacitet senzora promijenila s promjenom u daljinu Δ između tanjira. Diferencijalna osjetljivost S. D senzor u ovom slučaju određuje formulu:

.

Kapacitivni senzori s promjenom ploča između ploča koriste se za mjerenje vrlo malih pomaka - do 10 -6 m. Takva visoka preciznost postiže se okretanjem senzora u ramenu montažnog kruga, pokreće visokim frekvencijskim naponom.

Kapacitivni senzor sa kutnim pokretom A prikazan je na slici 8b . Kapacitet takvog kondenzatora može se odrediti formulom:

gde F.- aktivno područje kondenzatora sa α \u003d 0; Δ - udaljenost između tanjira.

Ovaj senzor ima ulaznu vrijednost α, a izlaz S.

Diferencijalna osjetljivost:

.

Shema cilindričnog kapacitivnog senzora prikazana je na slici 8B. Ovdje kontejner varira od relativnog aksijalnog kretanja cilindra koji formiraju kondenzator:

,

gdje je Δ veličine preklapanja unutarnjeg cilindra na otvorenom; r. 1 i r. 2 - Radii, respektivno, unutrašnji i vanjski cilindri.

Diferencijalna osjetljivost određena je formulom:

Magnetoelastični senzori Na osnovu fenomena magnetoelastičnog efekta - promjena magnetske propusnosti u ferometalima s elastičnom deformacijom. Pojednostavljeni dijagram magnetoelastičnog senzora prikazan je na slici 9a . Sastoji se od magnetskog cjevovoda sa induktivnim zavojnicom. S elastičnom deformacijom magnetskog cjevovoda, njegova magnetska propusnost μ promjene, kao rezultat toga, ukupna električna otpornost na zavojnicu se mijenja jer .

Legure nikla-željeza obično se koriste kao materijal senzora bez magnetovela. Ovisnost relativne promjene magnetske propusnosti od mehaničkih stresa:

u polju elastičnih deformacija prikazanih na slici 9 .

Za magnetoelastične senzore, dvije vrste osjetljivosti razlikuju: električne

i magnetni

.

Ukupna osjetljivost senzora

.

Sl. 9. Magnetoelastični senzor

Sl. 10. Piezometrijski senzor

Senzor ove vrste ima velike brzine i male veličine. Njegova značajna nedostatka je velika temperatura koja dolazi do 1% na 1 ° C. To čini primjenjuju posebne sheme za nadoknadu temperaturnih grešaka. Snaga kruga sa sličnim senzorima vrši se iz izvora naizmjenične struje povećane frekvencije (5-10 3 ... 5-10 4 Hz).

Piezoelektrični senzoriNajčešće se koristi za mjerenje i kontrolu brzog tlaka, deformacija itd., temelje se na piezoelektričnom efektu. Suština ovog efekta sastoji se od pojave optužbi na ivicama kristala u njenim mehaničkim deformacijama. U takvim se senzorima obično koristi tanjir (ili nekoliko ploča), posebno isklesana iz kurmalinske, kvarcne ili feronetske kristalne soli. Titanat barium se široko koristi kao materijal za ploče.

Podna Rduž takozvane električne osi kristala na granicama ploče nastaju električnim nabojem tUŽILAC WHITING - PITANJE:različiti znakovi čija se vrijednost određuje ovisnosti:

gde k. 0 - Piezoelektrična konstanta ili modul.

Ovi senzori su generator, tanjir su postavljeni između tanjira. Napon koji nastaje između ploča U.jednako:

gde Od -kapacitet senzora; Od 0 je kapacitet mjernog kruga spojen na senzor (kapacitet žice, rezervoar mjernog uređaja).

Diferencijalna osjetljivost senzora:

Iz gore navedenog izražanja slijedi da osjetljivost senzora značajno pogađa Od 0, što se povećava do smanjenja osjetljivosti.

Da biste povećali osjetljivost, senzor se sastoji od nekoliko ploča koje se nalaze u stupcu (Sl. 10) i paralelno povezano. U ovom slučaju:

gde p -broj ploča senzora. Iz izraza (4) mi nađemo

Upoređivanje izraza (4) i (5), može se zaključiti da upotreba nekoliko ploča u piezoelektričnim senzorima dovodi do povećanja osjetljivosti zbog smanjenja efekta spremnika Od 0 .

Među senzori elektromachine najčešće je tacogeneratori Konstantna i naizmjenična struja. Služe za dobivanje napona, proporcionalno brzini rotacije, a koriste se kao električni senzori kutne brzine.

DC tacogeratori (Sl. 11) vrše se uz pobudu stalnog magneta (Sl. 11a) ili iz vanjskog izvora DC (Sl. 11b) . EMF Takhogenerator određuje se izrazom:

gde k E. - koeficijent ovisno o shemi dizajna i armature; F-prekida pobuđenja; - Kretna brzina.

Sl. 11. Taggeratori

Sa stalnim strujom pobude (F \u003d Const) EMF E.zavisi samo o brzini sidra. Osjetljivost tacogeneratora:

šminka ~ 10 mV / min -1. Karakteristike tahogeneratora E.= f (N.) prikazano na slici 11b . Može se vidjeti da s povećanjem opterećenja R. N. karakteristika postaje nelinearna i osjetljivost se smanjuje.

Fotoelektrični senzorireaktivan svjetlosni tokOvaj osjetljiv element sadrži fotoćelije raznih vrsta. Fotoceli pozivaju uređaje koji služe za pretvaranje svjetlosnog energije u električnu struju energiju.

Fotoelektrični senzori široko se koriste za mjerenje i praćenje različitih parametara proizvodnih procesa - temperature, nivo tekućine, koncentracije rešenja za transparentnost plina, za računovodstvo, sortiranje i odbijanje komada itd.) Da bi se nadgledalo stanje površina tijela u automatskim sistemima, za praćenje dijela dijela prilikom obrade njegove konture itd.

FOTO ćelije na principu njihovog djelovanja mogu se podijeliti u dvije grupe. Prva grupa uključuje fotoelektrane koje koriste fenomen vanjskog foto efekata kada su pušteni elektroni napuštaju supstancu, i.e. Postoji elektronska emisija. Takvi se uređaji nazivaju fotoelerima sa vanjski fotoelektrični efekat. Druga grupa uključuje fotoćelije s internim fotoelektričnim efektom. To može biti fotorezirancija, što pod djelovanjem svjetlosti mijenja električnu provodljivost tvari i foto-elemenata s slojem za zaključavanje (ventil fotoćelije), koji pod djelovanjem svjetlosnog potoka uzbuđuje se vlastiti EDC.

Slika 12a prikazuje fotoćelijski uređaj s vanjskim fotoelektričnim efektom (električna ćelija fotoćelija). U staklenom cilindru, iz kojeg zraka, u vakuumu ili inertnom plinu (češće od argona) smješteni su u vakuum ili anodu. 1 i katodni 2. Anoda fotoćelije je kružna ploča ili prstena, a katoda se nanosi na unutrašnju površinu fotoelektrane fotoćelije u obliku tankog fotoosjetljivog sloja (obično antimuno-cezijum). Shema za uključivanje fotoćelije sa vanjskim fotoefect prikazan je na slici 12 . Anodni krug uključuje konstantni izvor napona (150-200 V) i otpornost na opterećenje R. N. . Prilikom osvjetljavanja fotoćelije u anodnom krugu, dođe do trenutka, stvarajući određeni pad napona na otpornosti opterećenja.

Sl. 12. Fotoceli s vanjskim fotoelektričnim efektom

Broj elektrona koji emituju fotoefect izvor izravno je proporcionalan protoku svjetlosti koji pada na metalnu površinu. Slijedom toga, snaga fotoelektrične emisije

gdje f - lagani potok, lm; k. F - koeficijent proporcionalnosti.

Osjetljivost fotocelija

mjeri se u mikroamu na lumen. U antimuno-cezijum-cezijum-cezijum-cezijum-cezijum-cezijum-cezijum-cezijum, osjetljivost može dostići 150-200 μU / LM, dok je u vakuumnim instrumentima 20-30 μA / LM.

Na Pisi 12b, lagane karakteristike fotoćelije s vanjski fotoelektrični fotometon koji pokazuju ovisnost trenutnih sila fotoćelije struje iz staničnog potoka.

FotoRezisnost je zamijenjena poluvodičkim fotonaponskim uređajima koji koriste nekretninu poluvodiča kako bi povećala svoju električnu provodljivost pod djelovanjem svjetla. Primanjem energije iz svjetlosnog fluksa, elektron prelazi u zonu provodljivosti srazmjerno energiji svjetlosnog potoka, bez prelaska poluvodiča. Ako je potencijalna razlika priložena na krajevima takvog poluvodiča, sila trenutnog tečaja u ovom krugu ovisit će o osvjetljenju poluvodiča. Istovremeno, za razliku od fotoćelija sa vanjskim fotoelektričnim efektom, fotorezona nema jednostrano provođenje, a jednako provodi struju u oba smjera.

Dijagram uređaja za otpor fotografije prikazan je na slici 13a. Na rešetki iz vodiča 1 Tanak sloj poluvodiča nanosi se isparavanjem u vakuu 2. Najpovoljniji poluvodiči su selenium, sumporni talkijum, sumporni vodstvo, sumporni bizmuth i sumpor kadmijum. Fotorezirancija su montirana u plastičnom kućištu opremljenom igle za uključivanje u krug. Da biste pristupili svjetlu na fotosenzivnu površinu u slučaju, prozor se vrši.

Sl. 13. FotoRetacija

Kad se rešetka promijeni, električni otpor fotoćelije i struje se mijenjaju I. F u lancu. Na svim fotografijama preradu, ovisnost o fokusnom sili I. f od veličine blistavog fluksa f sa stalnim naponom napajanja U.ima nelinearni karakter i može biti predstavljen izrazom

gde 0.<p < 1.

Kao što se može vidjeti sa slike 13b, s povećanjem osjetljivosti osvjetljenja

falls, a najveća osjetljivost takvih ćelija fotografija imaju s malom osvjetljenjem. Međutim, osjetljivost fotosolopila mnogo je veća od foto zapisa s vanjskim fotoelektričnim efektom.

Nedostaci fotoresona su karakteristike nelinearnosti, inercija, značajna greška temperature.

FOTO ćelije sa slojem za zaključavanje (ventil: Fundamentalno se razlikuje od fotorezicije za činjenicu da se stvaraju senzori za njihov vanjski izvor napajanja za svoj rad. Da biste proizveli električnu struju u lancu opterećenja. Tako u fotoćelije ventila nalazi se transformacija lagane energije u električnu energiju.

Dijagram fotografija sa slojem za zaključavanje prikazan je na slici 14a. Element se sastoji od tankog prozirnog zlatnog filma 1 , zaključavajući sloj 2 , poluvodički sloj 3 i metalne elektrode 4.

Sl. 14. Fotokela sa slojem zaključavanja

Kao poluvodič koriste bakar, selen, sumpor talijum, silikon. Zaključavajući sloj s odgovarajućim toplinskom obradom formiran je na granici poluvodiča sa zlatom. Posjedovanje jednostrane provodljivosti (otkrivanje imovine), ne dopušta elektrone koji su započeli pod djelovanjem svjetla, vratite se natrag. Kao rezultat, kontaktirajte elektrode (između zlatnog filma) 1 i elektroda 4 pojavi se EMF. Kad se fotoćelija zatvori na otpornosti opterećenja u rezultirajućem lancu, čija će se snaga proći I. F ovisi o osvjetljenju fotoćelije.

Lagane karakteristike fotoćelije sa slojem za zaključavanje pri različitim vrijednostima otpornosti na opterećenje R. N. prikazano na slici 14 . Sa povećanjem R. N. linearnost ovisnosti je poremećena I. F \u003d. f.(F) i osjetljivost fotoćelije opada.

Automatizacija proizvodnih procesa može se uspješno implementirati samo u prisustvu modernih tehničkih sredstava, čija bi se stvaranje trebalo zasnivati \u200b\u200bna najnovijim dostignućima nauke i tehnologije. Ovi alati za automatizaciju uključuju senzore, pretvarače, pojačale, definiranje uređaja, izvršnih tijela itd. Svi ovi uređaji u automatizacijskim sustavima obavljaju jednu ili drugu funkciju povezanu s kontrolom objekta. Ovisno o prirodi upravljanja, metodom rješavanja problema povezanih s upravljanjem, zahtjevima za uređajima i drugim karakteristikama, mogu se razlikovati od izvršenja i načela djelovanja.

Razmotrite neke sorte najčešćih uređaja.

Metrološke karakteristike senzora definiraju sljedeće ključne parametre.

Statička karakteristika senzora je ovisnost promjene u izlaznoj vrijednosti iz ulazne vrijednosti, I.E. Y \u003d ƒ (x), gdje je x ulaznu vrijednost; Y - izlazna vrijednost.

Senzor osjetljivosti - Omjer povećanja izlazne vrijednosti na priraštaj ulazne vrijednosti, I.E. S \u003d Δu / ΔH. Stoga osjetljivost senzora nije ništa drugo do koeficijenta prijenosa senzora.

Prag osjetljivosti senzora - Najmanja vrijednost ulazne vrijednosti, što uzrokuje izgled izlaznog signala. Ovaj je parametar povezan sa zonom inselistivnosti, I.E. Zonu, u okviru kojeg u prisustvu ulaznog signala na izlazu senzora nedostaje signal.

Senzor inercija- Vrijeme tokom kojeg izlazna vrijednost uzima vrijednost koja odgovara ulaznoj vrijednosti.

Prirodom primitka signala iz izmjerene vrijednosti senzora Odvojen parametrijom, u kojem promjena izmjerene vrijednosti uzrokuje promjenu bilo kojeg parametra (na primjer, promjena otpora, tlaka, induktivnosti itd.) I generator, u kojoj promjena izmjerene vrijednosti uzrokuje stvaranje signala (pojava termo-eMF-ova, fotostana itd.). Senzori generatora ne zahtijevaju vanjski izvor energije.

Priroda ovisnosti izlaznog signala iz ulaza razlikuju senzore: proporcionalan na koji je izlazni signal proporcionalan izmjerenoj vrijednosti; nelinearno, u kojem je izlazni signal nelinearni ovisi o ulaznom signalu; relej, u kojem se izlazni signal mijenja hoppy; ciklički, u kojem je izlazni signal proporcionalan izmjerenoj vrijednosti ili je nelinearno ovisan i ponavlja se ciklički; Puls, u kojem promjena ulazne vrijednosti uzrokuje izgled signala (impulsa), od kojih je broj proporcionalan izmjerenoj vrijednosti. Kruži za prebacivanje mjernih i pretvaranja elemenata senzora mogu biti diferencijalni, kompenzacija, most itd.

Prema vrsti senzora konverzije signala mogu biti: elektrokontakt, gdje se mehanička sila pretvara u električni signal; Induktivna, u kojoj promjena magnetske propuštenosti uzrokuje promjenu induktivnosti; Fotoelektrični, u kojem se lagani signal pretvara u električne; Tensetrična, u kojoj mehanička sila uzrokuje promjenu otpora; Hidraulički, u kojem se mehaničke sile pretvaraju u hidraulički signal, i tako dalje.

Na odredištu u senzorima automatskog upravljačkog sistema Moguće je podijeliti na senzore staze i položaja, brzine, snage, kutnog položaja ili ugao neusklađenosti itd. Budući da se senzori mogu pregledati kao kompozitni elementi upravljačkih sustava, prikladniji je za njihovu namjeru .

Senzori staze i položaja radnih tijela Navedite stvaranje kontrolnih signala ovisno o putovanju puta ili položaju radnih tijela upravljanog objekta.

Elektro kontaktni senzori Predstavite konačne, načine preklopnika, mikroprekidaca (Sl. 2). Senzori imaju šipke ili ručice koji utječu na mehanizam prijenosa u kontakte 1. Načelo rada senzora temelji se na činjenici da su instalirani na fiksne dijelove radnih tijela u određenom položaju, a pokretni radnici na Koje su kamere ojačane doseći određeni položaj, utječu na senzore, uzrokujući da ih pokrenu.

Postoje i elektrokontakti senzori (Ograničenje ili amplituda), koji, poput putovanja, su senzori za pomak. Primijenite pojedinačne i višenamjerne senzore. Dvo stalni senzor poluge (Sl. 2, g) sastoji se od kućišta 2 u kojem se mjerna šipka 1 nalazi u cilindričnim rukavima. Na štap je instaliran na štap za kontaktiranje izmjerenog dijela. Odozgo u slučaju postoji rupa u kojoj je brojanje postavljeno na glavi 9. Položaj strelice za čitanje je prilagođen podešavanjem matice 12 sa mikrotatorima. Stezaljka je ugrađena na štap sa proljećem 11, stvarajući mjeru mjerenja. Na bloku 5 sa raspetom oprugom 4, ručica 6 sa pokretnim kontaktima 8 ojačana je podešavanje kontakata pritisnuti u krajeve mikrometrijskih vijaka 3 prilagođeni su rezervacijama koje su deponovana na njima. Mjerna granica senzora je 1 mm, granična greška je ± 1 μm.

Poznati dimenzionalni senzori elektrokontaktivanja za mjerenje velikih pomaka s velikom preciznošću. Elektronact dimenzionalni senzor - Konverter koda (Sl. 3) - sastoji se od šest kontaktnih ploča, prema kojima se kontaktne četke premještaju, izrađene u obliku čeličnih kuglica slobodno rotiraju se u čeličnim rukavima sa steznim izvorima. Četke su montirane na osovine povezane na prijenos zupčanika sa omjerom brzine od 1:10. Da bi se spriječilo trošenje četkica i kontaktnih ploča, koristi se elektromagnet, koji zauzima četke na visokoj frekvenciji rotacije ulaznog vratila (dok se kreće na velike udaljenosti).

Za mlađe pražnjenje nanose se deset četkica povezane međusobno i nalazi se na neskim obima, što nam omogućava da podijelimo krug u prisustvu 10 četkica i kontaktnih ploča za 100 odjeljenja (omogućava sposobnost mlađeg pražnjenja) . Trenutna ponuda četkica mlađeg pražnjenja vrši se kroz segment dužine TN-a, što je dovoljno za osiguranje stalnog kontakta četkice s segmentom. Slijedom toga, četkice prve i druge cifre okreću se okretnom prometu, treće - za cijelu brzinu, a četvrti - šesti - respektivno, desetine, stotine i hiljade revolucija. Greška senzora je 0,05 mm.

Induktivni senzori. Načelo njihove akcije temelji se na promjeni uvoda zavojnice s pokretnim sidrom zbog promjene magnetske propusnosti. Induktivni senzori, kao i elektrokontakt, mogu se koristiti kao senzori staze ili položaja i kao dimenzionalni (Sl. 4). Ako pomaknete sidro 1 (Sl. 4, A) senzora, zračni jaz promijenio bi da će prouzrokovati promjenu uduktuktiranja namotaja ω D. Trenutna snaga u lancu senzora Namotavanje:

gdje je z ukupni otpor lanca; U P - senzor napajanja napona; R je aktivan otpor lanca; X l \u003d 2πƒl. - Induktivna otpornost namotavanje.

Ako u p, r, ƒ su konstantni, a zatim trenutna i čvrstoća u zavojnici, a samim tim, napon u bit će proporcionalan zračnom jaz, to jest, u ≡ i ≡ kδ. Senzori djeluju na frekvenciji opskrbe 50-5000 Hz.

Induktivni senzor veličine diferencijala (Sl. 4, 6) sastoji se od dvije zavojnice 2, 4, na kojima se nalaze namoti povezane diferencijalnom shemom ili na ramenima mjernog mosta. U zavojnicama se nalazi jezgra 3, spojena na mjernu šipku 1, koja je u kontaktu s izmjerenom površinom. S srednjim položajem jezgre, I.E. na Δ 1 \u003d Δ 2, parametri zavojnica su isti, a zatim i 1 - i 2.Budući da su namotaji povezani diferencijalnom shemom, signal na izlazu senzora je nula, ge u \u003d u 1 - u 2 \u003d 0. Kad se položaj jezgre promijeni, kada je Δ 1 \u003d Δ 2, namotavanje Promjene induktivnosti, zatim i 1 \u003d i 2, i 1\u003e i 2 ili 2\u003e i 1. Signal će biti proporcionalan kretanju jezgre, a njegov znak će odrediti smjer kretanja.

U induktivnim diferencijalnim senzorima transformatora, prilikom promjene položaja jezgre (klip), međusobno indukciju mijenja se između primarnih i sekundarnih namota, što uzrokuje promjenu induciranog EMF-a u sekundarnim namotajima.

Beskontaktni prorezni induktivni BVK senzor (Sl. 4, C) ima dvije feritne jezgre s namirnicama na njima. Jezgre i svi senzorski elementi osim releja K1 postavljeni su u kapljicu. Na jednoj jezgri nalaze se kontorovo wing w k i pozitivne povratne informacije w ps, na drugoj jezgri - namotavanje negativnih povratnih informacija w o.s.

Takav magnetski krug eliminira učinak stranih magnetnih polja. Namote povratnih informacija uključene su u dosljedno i jedni prema drugima. Vrijednost koeficijenta komunikacije je takva da se fluktuacije u krugu w k - NW ne pojavljuju.

Kada se uvede u jaz aluminijumskog ekrana, koji nosi pokretni radni telo, veza između namotaja W i W O.S je slabljenje, a nastaje generacija. U krugu w k - sz pojavljuje se promjenjiva struja koja potiče EMF u zavojnici ws. U baznom krugu tranzistoraVT1 otkriva varijabilna komponenta bazne struje.Tranzistor se otvara, uzrokujući prebacivanje releja K1. Za stabilizaciju rada tranzistora tokom fluktuacije temperature i napona služi nelinearni razdjelnik napona koji se sastoji od linearnog elementa - otpornog R1, poluvodičkog termistora R2 i VD2 diode. Pogreška odgovora je 1-1,3 mm. U industriji se koriste i drugi beskontaktni prekidači koji se razlikuju u konstruktivnom rješenju ili krugu konverzije signala.

Induktivni impulsni dimenzijski senzori bili su prilično rasprostranjeni za mjerenje linearnih pokreta. Senzor (Sl. 5) sastoji se od čeličnog stepena prijenosa 1 sa korakom zuba t 1 i dva izvlakača A i B, od kojih svaka uključuje dva jezgra u obliku slova P sa zubima na krajevima (korak t 2). Zupci jedne jezgre svakog izvlake prebačeni su na zub drugog jezgrenog popodneva T 1. U svakom izvlake postoji zajednički primarni namotavanje 3 i dva odvojena sekundarna namotaja 4, koja su uključena na takav način da se konstantne komponente struje oduzimaju jedna od druge.

Da bi se dobio električni signal, manje od koraka T 1 i kratak, zubi na vučlicama nanose se sa korakom T 2, što je manje od koraka T 1 i katten. Da bi se odredio smjer kretanja, zubi izvlačenja se pomaknuju u odnosu na izvlakač i četvrtinu početnog koraka T 1. Zahvaljujući ovom zapreminu, moguće je dobiti i cijenu pulsa jednako četvrtinu koraka T 1. Senzor se pokreće trenutnom frekvencijom od 20-25 kHz, što osigurava normalan rad u bilo kojoj brzinama. Senzori se proizvode sa pulsom cijene od 0,05 i 0,02 mm. Postoje i induktivni senzori ove vrste, gdje se čelični vijak primjenjuje umjesto mjenjača, a izvlakača se izrađuju u obliku polusovine. Uz progresivno kretanje pečata u odnosu na vijak ili kada se vijak rotira, magnetska otpornost na promjene jaza, što dovodi do promjene u EMF-u u namotajima senzora.

FAZOIMPULSE induktivni senzor DLM (Sl. 6) sastoji se od glavne 1, referentne 3 i taktičke 4 senzora. Glavni signal Sensor OS-a proizvodi se zbog periodične modulacije magnetskog fluksa F, kreiran od magnetizirajućih zavojnica 2 u magnetskom sustavu formiranim vijcima 5 u koracima od 5 i nazubljene šine 7. Periodična modulacija F tona je zbog periodične promjene u konfiguraciji odobrenja između bočne površine vijaka i nazubljene šine sa kontinuiranom rotacijom vijaka, kojim se vozi sinhronim motorom 6. Istovremeno, sekundarni namotaj senzora vodi EMF E O.S. Kad se gumna šina pomakne, koja je fiksirana na pokretnom radnom tijelu, glavni signal se pomakne preko udaljenosti, što će odgovarati E` OS signalu (Sl. 7). Da biste odredili početnu fazu primarnog signala, služi kružni magnetski zupčani pretvarač 3 (vidi Sl. 6), koji proizvodi signal E 0, neovisan o položaju zupčane željeznice.

Za mjerenje fazne pomeranja glavnog signala E OS-a u odnosu na referencu E određenog broja impulsa, služi kružni magnetski zupčani pretvarač 4 (senzor taktike). Rotor je ojačan na ukupnoj osi; Signal ovog pretvarača (Tacking) E T ima period od 50 puta veće od manjih perioda glavnih i referentnih signala, a čvrsto je vezan za vreme na referentni signal.Stoga je fazni pomak između glavnog i referentnog signala Δφ \u003d (360 ° / 100) n, gdje je 100 broj razdoblja senzora sata u jednom periodu referentnog signala; N je broj sata na pola razdoblja.

S obzirom na to da puni period fazne promjene odgovara jednom koraku zupčane mjere jednak 1 mm, pokret Δl može se odrediti brojem polu-perioda klompa, tj. ΔL \u003d (1 mm / 100) n, tj. gde N - 1, 2, 3, ..., 100. Minimalna vrijednost kretanja koja se može registrirati (pomicanje) odgovara n \u003d 1, pa sam i \u003d 1 mm / 100 \u003d 0,01 mm.

Rotirajuće (rotacijske) transformatore. Na statoru i rotoru rotirajućeg transformatora postavljeni su u dva distribuirana namotaja, čija su magnetne ose međusobno okomito na (Sl. 8, th). Rotor rotirajućih transformatora može se rotirati u nekom kutom, proizvoljnim u odnosu na stator.

Princip rada rotirajućeg transformatora zasnovan je na promjeni međusobnih indukcijskih koeficijenata između namotaja statora i rotora prilikom rotiranja rotora. Kao kutni senzor koriste se rotirajuće transformatore (SCBT), u kojima se ovisnost međusobnih indukcijskih koeficijenata iz ugla rotacije od uglova rotora karakterizira sinusoidi i kosiseidi, te linearni rotirajući transformatori (LWT), koji su određene linearne ovisnosti.

Ovisno o krugu uključivanja, izlazni signal rotirajućeg transformatora može biti amplituda naizmjeničnog napona ili ugao faznog pomicanja između napona. Prema tome, način rada rotirajućeg transformatora naziva se amplitudno ili fazematorski režim.

U načinu amplitude rotirajućeg transformatora na jednom od okretnih (ili statorskih) namota se isporučuje konstantni napon - uzbuđenje. Istovremeno se pojavljuje pulsirajuća magnetska toka, od kojih se osi poklapa sa osi namotaja pod uzbunom. Ovaj protok indukuje u sekundarnim namotima statora (ili rotora) EMF-a, proporcionalno sinusu ili kosinu ugao rotacije (za Sinα, E 1 \u003d E 2Max cosα, gdje je E 1, E 2, aktivne vrijednosti EMF inducirane u sekundarnim namotima; E 1Max, E 2Max - maksimalna vrijednost EMF u sekundarnim namotima (sa slučajenom osa zamišljenog namotaja sa osi sekundarnog namotaja).

Linearni rotirajući transformatori su sine rotirajuće transformatore čiji namoti uključuju po posebnom shemu.

U režimu faznog inspektora (Sl. 8, b) koristite SCWT. Namote statora uključeni su u sustav dva napona napajanja s fazom pomak 90 °: u 1 \u003d u max sinωt, u 2 \u003d u max cosωt. Zbog toga dolazi do kružnog rotirajućih magnetnog polja, što se kreće u prostoru s kutnom frekvencijom ω. Istovremeno, EMF se inducira u rotacionim namotima SKVT-a, koji ima istu frekvenciju, ali pomaknuta se u fazi u odnosu na napon napajanja u ugao, što ovisi o uglu rotora rotora SCWT-a :

Dakle, u režimu faza inspektora, SCWT je senzor pretvaranje ugao rotacije u fazni ugao sinusoidnog napona.

Za povećanje tačnosti konverzije koriste se rotirajuće transformatore sa električnim smanjenjem. Princip električnog smanjenja leži u činjenici da se preko malog ugla vrtnje rotora amplitude ili faze izlaznog napona varira za jedan period, a kada se rotor rotira na 360 °, broj razdoblja je jednak Električni koeficijent redukcije. Indukcijski redukti i IndCovens dobio je najveći namaz za rotirajuće transformatore sa električnim smanjenjem.

Linear Indctocyne (Sl. 9) sastoji se od skupa mjernih vaga 1 i klizača 2 montirana na radna tijela.

Mjere induktivnosti ojačana je na fiksnom dijelu i je čelična linija na kojoj se na odgovarajućim izolacijskim supstratom primjenjuje cik-kartu s kolnikom od 2 mm. Clear 2, obogaćen na pokretnom dijelu je sidro i sastoji se od dvije iste, ali kraće namote pomaknule su se 1/4 koraka u odnosu na jedan drugi. Ciklički signal izazvan je na izlazu namotaja sidra. Broj ciklusa određuje se brojem prenesenih koraka. U industriji takođe koristite kružne induktore.

Fotoelektrični senzori (Sl. 10, a) su konvencionalna fotoela instalirana na radnim tijelima u određenom položaju. Pomicanje radnog tijela (DRO), premješteno je na postavljeni položaj, ekran prekida svjetlosni potok f, uzrokujući reprodukciju fotooworka (FR). Industrija također koristi dimenzionalne fotoelektrične senzore. Dimenzionalni senzor (Sl. 10, b) sastoji se od diska koji je povezan na Dar. Na disku se nalaze potezi ili utora na disku s određenim korakom t. Kada se radno tijelo moždanog udara na disku prekine svjetlosnim protokom f, uzrokujući pokretanje fotooworka. Izmjereno pokretanje ΔL \u003d NT, gdje je n broj reprodukcije fotooworka; T - Divizija stranice. Postoje senzori u kojima se ravnalo sa primijenjenim udarima koristi kao mjerne vage.

Hidraulički senzori predstavljaju uobičajenu kontrolu tip klipa ili dizalice (Sl. 11, a). Načelo njihove akcije zasnovan je na tome da su pokretni radnici na kojima se postavljaju kamere ili zaustavljanje, dostižući situaciju u kojoj je senzor instaliran, utječe na to, uzrokujući pražnjenje. Kontrolni sistem pruža signal aktuatoru (hidratalno),

Pneumatski senzori Slično tome, hidraulički je napravljen u obliku pneumatskih distributera tipa dizalice (Sl. 11, b), prigušiva ili ventila. Veličina pneumatskih diferencijalnih senzora membrane i tipa mehura sa elektrokontaktivim izlazom bila je rasprostranjena.

Senzori kutne položaja Napravite upravljački signal ovisno o kutnom položaju ili ugao neusklađenosti između radnih tijela.

Potenciometrijski senzor (Sl. 12) sastoji se od potentiometra P1 i P2 koji su paralelni povezani sa ukupnim izvorom napajanja u P. Pokretni kontakti potenciometra K1, K2, izrađeni su mehanički sa (ZPO) i izvršnim (Pro) Radna tela. Napon uklonjen iz pokretnih kontakata potenciometra je napon signala u c. Uz dogovoreni položaj radnih tijela (pokretni kontakti su u istom položaju), kada je α - β, napon signala nula. U slučaju neusklađenog položaja, kada α ≠ β, signal na izlazu senzora nije nula, i.e. u c ≠ 0. Nadalje, signal će biti proporcionalan ugao neusklađenosti, I.E. u C \u003d α - β, a signalni znak određuje smjer neusklađenosti (u C ≠ 0 znači da u c\u003e 0 ili u c\u003e< 0, т. е. сигнал соответственно положительный или отрицательный).

Sels. Selovi su transformatori vazdušni jazŠto, prilikom rotiranja rotora, javlja se glatka promjena vrijednosti EMF-a, inducirana u namotavanju rotora. Obično se selsiraju u paru: Selusin povezan sa robojskom vratilom naziva se eluktiv-prijemnik, a brtvljenje povezano sa vodećom osovinom je eliminator-senzor (Sl. 13).

Jednofazni namotaj salcina nalazi se na statoru, a trofazni - na rotoru. Trofazno namotavanje sastoji se od tri zavojnice koja su se pomaknula u odnosu na 120 °. Položen su u žljebovima rotora i povezani su sa zvijezdom. Krajevi faze (1F, 2F, CF) namota uklanja se tri kontaktna prstena koja se nalaze na vratilu rotora.

Postoje dva načina rada eliminacije. U slučaju kada se za daljinski prijenos kutnih pokreta koristi se, način naziva se režim indikatora (naznaka) (Sl. 13, a). Primarni jednofazni hladnjaci povezani su na jednofaznu naizmjeničnu trenutnu mrežu, a sekundarni trofazni namotaji su međusobno povezani. Sa istim položajem rotora eliminacije u odnosu na države u namotajima rotora, trenutna ne teče.Ako se senzor brtve (SD) zakreta u neki ugao, tada će se svi EMF usta eliminacije premjestiti po fazi. Kao rezultat promjene faze, pojavljuje se EDF razlika, što uzrokuje protok izjednačenih struja na vjetrovima rotora. Kada struja rotora interaktira s poljem statora u sepper-prijemniku (SP), kreira se rotirajuće momentom, pod djelovanjem koje se rotor za prijemnik za brtvljenje rotira dok se rotor za prijemnik za brtvljenje okreće sve dok se ne vraća ravnoteža EDC-a. Kao rezultat toga, rotor agrasinskog prijemnika pretvara se istim kutom da je okrenut senzor senzora.

Drugi mogući način rada eliminacija je transformator (Sl. 13, b). Za razliku od načina indikatora u režimu Transformatora na AC mrežu, povezana je samo jednofazna obloga senzora za brtvljenje, a jednofazni namotač za prijem eseja je izlaz: signal je uklonjen, proporcionalni ugao Neposvjeđivanje inkrementalnih rotora poljoprivrednog para i ulazi u doprinos sistema za praćenje ili izvršnog mehanizma.

Senzori brzinestvorite upravljačke signale ovisno o brzini. Šira distribucija u mašinskom inženjerstvu primila je senzore opisane u nastavku.

Tacogeneratori Služe za mjerenje frekvencije rotacije. Ovisno o vrsti trenutnog, konstantnog i naizmjeničnog trenutnog tahogeneratora se razlikuju. DC agregati odvojeni su pobudilom na tahogeneratorima s uzbuđenjem trajnih magneta (Sl. 14, a) i sa elektromagnetskim uzbuđenjem. Oni i drugi su maleni dc mašine. Napon na sidrenim stezaljkama proporcionalna je frekvencijom vrtnje sidrenog vratila, I.E. E \u003d u \u003d k e pH ω, gdje je EDC, inducirani u sidrištu; F - protok uzbuđenja; K e - strojno konstruktivan koeficijent. S obzirom na to da je uzbuđenje trajan, može se napisati: u \u003d k tg ω, gdje je k tg \u003d k e f.

Prema principu djelovanja generacije Tahoge AC, podijeljeni su u sinhronu i asinhronu. Asinhroni tahogenerator dobio je širu raspodjelu. Dizajn asinhronog tahogeneratora sličan je dizajnu dvofaznog asinhronog motora (Sl. 14, b). Tahogenerator ima dva namotaja: uzbuđenje namotavanje OB-a i izlaznog namotaja. Pri okretanju rotora u izlaznom namotu, EMF je vođen, proporcionalan brzini rotacije, I.E. E \u003d k tg u b ω, gdje je k tg strukturni koeficijent tahogeneratora; U b - aviz za navijanje namotavanja; Ω - frekvencija rotacije rotora.

Relej za kontrolu brzine (RKS) (Sl. 14, c) sastoji se od stalnog magneta 3, koji se nalazi na vratilu (ulazni signal), kao i prstenovi 4, u kojem se nalazi tip "Beliche Wheel". Na drugoj osovini spojenom na prsten, Pusher 1 se nalazi, koji utječe na kontakt grupu K.1, K2, koji se vraćaju u prvobitni položaj pod djelovanjem opruga 2 i 5. Pri okretanju RCA osovine, rotirajuće magnet vodi u namoru koji se nalazi u prstenu, EMF. Struja, prelazeći preko namotavanja, interakcije s magnetnim tokom rotirajućeg magneta, kao rezultat toga, okrenut je obrtni moment koji okrećući prsten sa gumama, utječe na kontakte i uzrokuje da se aktiviraju.

Senzori napajanja Navedite stvaranje kontrolnih signala, ovisno o silama stvorenim u radnim tijelima.

Elektromehanički senzori. Jedna od vrsta elektromehaničkih senzora napajanja (Sl. 15, a) je CAM spojnica 2 sa zubima za savijanje, zatvarajući se pod djelovanjem proljeća 3. Jedna od semugute sjedi na osovini s kliznim ključem. Alumpta kroz polugu 4 utiče na microswitch 1.U slučaju date čvrstoće promjene, pomak u smjesi, koji djeluje kroz ručicu na microswitch, uzrokuje da ga pokrene.

Trenutni relej(Sl. 15, b) sastoji se od trenutne zavojnice 1, poluga 2 i kontakata K1, K2. Trenutna zavojnica uključena je u krug električnog motora, što dovodi do kretanja radnog tijela, čija je jačina kontrolirana. Povećanjem sile u radnom tijelu, trenutačni motor povećava se, što dovodi do kretanja radnog tijela, to zauzvrat uzrokuje povećanje trenutne snage u trenutnom zavojnu kolutu, i elektromagnetsku silu f Trenutna zavojnica postaje veća od snage opruge 3F Pr (opružna čvrstoća ugrađena je pomoću vijaka za podešavanje).Poluča će se pojaviti, koja će utjecati na kontakte, pokrenuti ih.

Tensetrijski senzori Otpor je dizajniran za određivanje elastičnih deformacija (istezanje, kompresiju, savijanje i obrtni moment) strojeva i konstrukcija u linearnom i ravnom kružnom stanju kada su izloženi statičkim i dinamičnim opterećenjima.

Osnova dizajna senzora (Sl. 15, c) je konstantanska žica promjera 0,01-0,05 mm, koju čine zigzag rešetke između lijepljenih traka papira ili filma.

Za mjerenje deformacija, senzor je zalijepljen na površinu izmjerenog dijela.

Kada su izloženi testnom stavu ili dizajnu bilo kakvih deformacija, na primjer, istezanje senzorska žica će se protezati. Istovremeno, zbog povećanja dužine L žice od mjerača napora i smanjiti njegov presjek S, otpornost na žicu R \u003d pl / s povećava se. Ovaj otpor je izlazna veličina senzora. Takva deformacija prikazana je na slici sa čvrstom strelicom. Ako se deformacija pošalje kao što je prikazano na slici isprekidane strelice, žica mjerača napona u mjestima savijanja još je više savijanja. Duljina i debljina žice se praktično ne mijenjaju, otpor senzora ne mijenja se. To pokazuje da deformacija takvog smjera ne mjeri senzor. Uz žicu, još uvijek postoje mjerači za naprezanje, u kojima se provodišnji element izrađuje od folije sa debljinom 4-12 mm. U usporedbi s žicama operativne struje, ovi se senzori značajno veći, pa se povećava osjetljivost osjetljivosti.

Piezoelektrični senzori Za mjerenje sila su kvarcna ploča 1 (Sl. 15, D). S obje strane prska se ili zalijepljenim provodnim ljepilovim elektrodama 2, od kojih se uklone izlazni napon.

Dvije elektrode i kvarcni dielektrični oblik kondenzatora, na kojima postoje električni troškovi, koji proizlaze zbog izravnog piezoelektričnog efekta prilikom komprimiranja kvarcne ploče.

Električni naboj proporcionalan je kompresivnoj sili P: Q \u003d αr, gdje je α koeficijent proporcionalnosti koji se zove Piezomodul. Pod djelovanjem promjene sile p na senzornim elektrodama pojavit će se izlazni napon u \u003d q / (s D + S M) \u003d α / (s D + S M) P, gdje je s D - kapacitetom senzora; C M - Montažni kapacitet. Izlazni napon senzora varira od milivoltnih jedinica do jedinica Volt.

Prekidač za pritisak (Sl. 16). Promjena opterećenja u radnim tijelima uzrokuje promjenu pritiska u hidrauličkom sustavu (HS), a, prema tome, promjena tlaka u ravnini i senzoru, koji je povezan na hidraulički sustav. Postoji fleksiranje membrane 1; Uz ovu ručicu 2, stiskajući proljeće 3, okreće se i djeluje na microswitch 5, uzrokujući da se pokrene. Moć releja podesiva se pomoću vijaka za podešavanje 4. Zaštitni releji pod pritiskom također se koriste u obliku odvodnog ventila.

Da bi se postigla visoka osjetljivost senzora pritiska, obično se koristi veliki kristal sa složenom strukturom. Ali takva struktura dovodi do činjenice da gravitacija i vibracija imaju primjetljiv učinak na senzor. Kako možete izbjeći ove kontradikcije?

Kristali senzora tlaka sa svim konventorima koriste Collinear Beam2 vlasnička tehnologija registrirana kao Cobeam² ™. Ova tehnologija počinila je proboj u umjetnosti stvaranja piezoresistističkim senzorima u odnosu na konvencionalnu tehnologiju silikonskih deformacija. Tehnologija COBEAM² ™ omogućava vam da dobijete visoku razinu osjetljivosti senzora pritiska, koji je ranije potreban složenu strukturu i ogromnu kristalnu topologiju. Zbog eliminacije složene strukture, efekti gravitacije i vibracija značajno su smanjeni.

Allsensor proizvodi četiri sorte senzora pritiska:

• sa osnovnim izlazom (nepodefinisan senzor),
• sa MV izlazom (kompenzacijski senzor),
• sa pojačalom,
• sa digitalnim izlazom.

Osnovni senzori pružaju nekompanzirani i nekvalirani MV izlazni signal. Ovi senzori imaju neobrađeni izlazni signal bez kompenzacijskih grešaka, na primjer, poput efekta temperature. Kada koristite osnovne senzore, OEM proizvođači obično dodaju svoju šemu kompenzacije. Osnovni senzori su rješenja sa malo budžeta, koja najčešće ispunjava zahtjeve OEM proizvođača.

Također, Allsensor nudi senzore sa kompenzacijom i kalibriranim MV izlazom. Ti senzori imaju termokompresija i offset i kalibraciju razmjera, što omogućava dobivanje preciznih podataka. Pored toga, proizvođač oslobađa senzore sa ojačanim izlaznim signalom. Ova vrsta senzora pogodna je za rješenja koja nemaju vlastiti pojačalo i koji iz bilo kojeg razloga, na primjer, ne može se instalirati smanjenje ukupnih dimenzija ili potrošnje energije.

I na kraju, proizvođač proizvodi digitalne izlazne senzore. Senzori sa termokompanjom na raspolaganju su u tri raspona temperature:

• komercijalna (5 ⁰c ... 50 ⁰c),
• industrial (-25 ⁰c ... 85 ⁰c),
• vojna (-40 ⁰c ... 125 ⁰c).

O kompaniji: Allsensori se specijaliziraju za proizvodnju senzora pritiska naglasak na senzorima niskog pritiska za medicinske i industrijske primjene. Raspon mjerenja tlaka proizvoda od 0,01 do 150 psi.

Komentirati materijale sa stranice i dobiti puni pristup našem forumu koji vam treba upisati .

• Vrlo korisna novost u pogledu prisustva modifikacija senzora sa naknadom, početnom kalibracijom i digitalnom uparivanju. Samo se ne slažem da se deklarirana tehnologija može smatrati probojem. Korijenski uzrok prisustva "velikog kristala sa složenom strukturom" u mjeračima za poluvodiču je potreba za nadoknadom nelinearnosti temperaturnih karakteristika i elastičnih svojstava cjedila. Pored toga, u radnom rasponu deformacija i temperatura, ove karakteristike mnogo lebde iz uzorka do uzorka u pozornici p-N formiranje Prelazi. Otuda su zamršeni uzorci formirani u ravnoj strukturi senzora. Imam nekoliko domaćih koludnika C50 sa zalihama i bez (senzora za pomak i senzori pritiska). Koliko znam, oni se koriste u NPP-u i drugim odgovornim aranžmanima ACS-a, možda u vojsci. Umjesto klasičnog difuzijskog tesora na poluvodiču, silicijum tehnologija na safiru koristi se tamo (mogu biti u pravu, može se koristiti još jedan dielektrični). Unutra - umjetničko djelo (ko razumije)! Karakteristične dimenzije "kristalnog" senzorske ploče su negdje 5 * 5 mm debljine takve podloge 0,05-0,1 mm. "Unutrašnjost" prozirna ploča je čitav "grad" mikrometrnog silikonskog filma koji se uzgaja na površini. Ovo, generalno, nakit tanki rad, Moguće je dugo razmotriti kroz povećalo. Četiri zaključke su zaluđeni do smještaja zlatne žice. Pokrećeno. Metrološke karakteristike su vrlo velike. U svakom slučaju, najzanimljiviji omjer signal-šum za nas na mikrometarskom pokretu štapa 10 puta boljim od pokazatelja dobivenih na postolju sa običnim naprezanjima i alternativnim senzorima na magnetskim osjetljivim čipovima. Nažalost, nema komore za visoke rezolucije za fotografiranje samog kristala. Izvrsno izgledaju ovako http://icm-tec.com/index3_14.htm (druga linija tabele ispod). Slično popunjavanju Sapphire senzora široko se koriste u termičkoj snazi. Ali ovaj razvoj je prije gotovo 30 godina, vjerovatno s beskonačnim nosačima mini (ne znam status pitanja). Uvjeren sam da uvijek postoji mogućnost da se sadrže OEM komponente dovoljno visoko društvo Tačnost za određeni zadatak. Napokon, pitanje "revolucionarne" tehnologije kao takve je uvijek stvar vrijednosti. U tom bi smislu bilo korisno usporediti rješenja određenih proizvođača sojnih formata unutar okvira navedene klase tačnosti. Ali nije bilo takvih "odjeljaka" tržišta.

vijesti

Automatizacija različitih tehnoloških procesa, efikasno upravljanje raznim agregatima, mašinama, mehanizmima zahtijevaju brojna mjerenja različitih fizičkih količina.
Senzori (u literaturi često se nazivaju mjernim pretvaračima), ili na drugačiji način, senzori su elementi mnogih automatizacijskih sustava - koristeći ih informacije o parametrima kontroliranog sustava ili uređaja.
Senzor - Ovo je element mjernog, signalnog, regulacije ili upravljačkog uređaja koji pretvara kontroliranu vrijednost (temperaturu, pritisak, frekvenciju, laganu snagu, električni napon, struju itd.) Na signal, pogodan za mjerenje, prijenos, pohranu, Obrada, registracija, registracija, a ponekad i na njih utjecaj na upravljane procese. Ili jednostavnije, senzor je uređaj koji pretvara ulaznog efekta bilo koje fizičke vrijednosti u signal koji je prikladan za dalju upotrebu.
Korišteni senzori su vrlo raznoliki i mogu se klasificirati po različitim karakteristikama:
Ovisno o vrste ulaznog (izmjerene) vrijednosti Razlikovati: mehanički senzori za pomicanje (linearni i ugaoni), pneumatski, električni, protoci, senzori brzine, ubrzanje, trud, temperatura, pritisak itd.
Trenutno postoji otprilike sljedeća distribucija udjela mjerenja različitih fizičkih količina u industriji: temperatura - 50%, potrošnja (masa i volumetrijska) - 15%, pritisak - 5%, količina (težina, jačina zvuka) ) - 5%, vrijeme - 4%, električne i magnetne vrijednosti - manje od 4%.

Izlaz U kojem se unosna vrijednost pretvori, ne-električni i električni su razlikovani: DC senzori (EMF ili napon), AC amplitudni senzori (EMF ili napon), senzori za izmjeničnu frekvenciju (EMF ili napon), senzori otpornosti (aktivni, induktivni ili kapacitivni) i itd.
Većina senzora je električna. To je zbog sledećeg prednosti Električna mjerenja:
- električne vrijednosti povoljno se prenose na udaljenost, a prijenos se izvodi pri velikom brzinom;

Električne vrijednosti su univerzalne u smislu da se bilo koje druge vrijednosti mogu pretvoriti u električnu i obrnuto;

Precizno se pretvore u digitalni kod i omogućavaju vam da postignete veliku preciznost, osjetljivost i brzinu mjerenja.

Od princip akcije Senzori se mogu podijeliti u dvije klase: generator i parametrični (senzori modulatora). Senzori generatora direktno se pretvore u električni signal.
Parametrični senzori Ulazna vrijednost se pretvara u promjenu bilo kojeg električnog parametra (R, L ili C) senzora.
Prema principu rada, senzori se mogu podijeliti i na Ohmic, robustan, fotoelektrični (optički-elektronički), induktivni, kapacitivni i D.r.

Tri razreda senzora razlikuju:

Analogni senzori, I.E., senzori koji generiraju analogni signal proporcionalan je promjeni u ulaznoj vrijednosti;

Digitalni senzori koji generiraju redoslijed pulsa ili binarnu riječ;

Binarni (binarni) senzori koji proizvode signal samo dva nivoa: "Omogućeno / isključeno" (drugim riječima, 0 ili 1); Oni su se rasprostranjeni zbog svoje jednostavnosti.

Zahtjevi za senzore:

Nedvosmislena ovisnost izlazne vrijednosti iz ulaza;

Karakteristike stabilnosti na vrijeme;

Velika osetljivost;

Male veličine i težine;

Nema obrnutog učinka na kontrolirani proces i na kontrolirani parametar;

Rade za različiti uslovi operacija;

Razne mogućnosti instalacije.

Parametrični senzori.

Parametrični senzori (Senzori-modulatori) X ulazna vrijednost se pretvara u promjenu bilo kojeg električnog parametra (R, L ili C) senzora. Prijenos promjene u navedenim parametrima senzora bez energetskog signala (napon ili struje) nije moguće. Da biste identificirali promjenu odgovarajućeg senzora samo i može se reagirati na senzor na struju ili napon, jer su navedeni parametri i karakteriziraju ovu reakciju. Stoga parametrični senzori zahtijevaju upotrebu posebnih mjernih krugova sa stalnom ili naizmjeničnom strujom.

Ohmički (otporni) senzori - Načelo rada zasnovan je na promjeni njihovog aktivnog otpora pri promjeni dužine L, površine presjeka S ili otpora p:

R \u003d pl / s

Pored toga, koristi se ovisnost vrijednosti aktivnog otpora iz kontaktnog pritiska i osvjetljenja foto ćelija. U skladu s ovim, Ohmički senzori su podijeljeni na: kontakt, potenciometrijsko (zakovovanje), otpornik naprezanja, termistor, fotorezistor.

Kontakt senzori - ovo je pojednostavljeni pogled Otporni senzori koji pretvaraju prijenos primarnog elementa na promjenu u obliku skoka u otpornosti električnog kruga. Uz pomoć kontaktnih senzora, naporima, kretanja, temperaturi, dimenzijama objekata, kontroliraju njihov oblik, itd. Kontakt senzori uključuju putovanja i krajnje preklopne, kontakt termometre i takozvani elektroda koji se uglavnom koriste za mjerenje nivoa ograničavanja električno provodljivih tekućina.

Kontakt senzori mogu raditi i na konstantnoj i naizmeničnom struju. Ovisno o ograničenjima mjerenja, senzori za kontakt mogu biti jedna granica i množili su se. Potonji se koriste za mjerenje vrijednosti koje se razlikuju prema značajnim granicama, dok je dio R otpornik uključen u električni krug dosljedno kratak.

Nedostatak kontaktnih senzora je složenost provedbe kontinuiranog nadgledanja i ograničenog vijeka za kontakt sistem. Ali zahvaljujući maksimalnoj jednostavnosti ovih senzora, široko se koriste u sistemima za automatizaciju.

Senzori protiv bolova predstavljaju otpornik s različitim aktivnim otporom. Vrijednost ulazne senzora pomiče kontakt, a izlaz je promjena njegovog otpora. Pomični kontakt je mehanički spojen na objekt, pomicanje (kutna ili linearna) koja se mora pretvoriti.

Najveća širenja bila je potenciometrijska shema za uključivanje ružetog senzora u kojem su se pretočeni uvršteni prema krugu razdjelnika napona. Podsjetimo da se razdjelnik napona naziva električni uređaj za dijeljenje stalnog ili naizmjeničnog napona u dijelove; Razdjelnik napona omogućava vam uklanjanje (upotreba) samo dio postojećeg napona pomoću električnih elemenata lanca koji se sastoje od otpornika, kondenzatora ili induktora. Promjenjivi otpornik, koji se uključuje prema shemi razdjelničkog razdjelnika, naziva se potenciometar.

Obično se robusni senzori koriste u mehaničkim mjernim instrumentima kako bi pretvorili svoje svjedočenje u električne vrijednosti (trenutni ili napon), na primjer, u plovskoj mjerama tekućine, različitim mjernim mjerama itd.

Senzor u obliku jednostavnog reostata gotovo se ne koristi zbog značajne nelinearnosti svoje statičke karakteristike IH \u003d F (x), gdje je to struja u opterećenju.

Izlazna vrijednost takvog senzora je pad napona u Uralima između pokreta i jednog od fiksnih kontakata. Zavisnost izlaznog napona iz kretanja kontaktnog URAL \u003d F (x) odgovara promjeni zakon otpornosti duž potenciometra. Zakon distribucije otpora duž dužine potenciometra, određena svojim dizajnom, može biti linearna ili nelinearna. Potenciometrijski senzori, strukturno predstavljajući promjenjive otpornike, izvode se iz različitih materijala - namotane žice, metalnih filmova, poluvodiča itd.

Tezoristori (senzori za stepeni za naprezanje) služe za mjerenje mehanički naprezanja, male deformacije, vibracije. Učinak tensorista zasnovan je na efektu naprezanja, koji se sastoji od promjene aktivnog otpora provodljivih i poluvodičkih materijala pod utjecajem njihovih napora priloženih na njih.

Termometrijski Senzori (termistori) - otpor ovise o temperaturi. Termistori se koriste kao senzori na dva načina:

1) temperaturu termistora određuje se okruženjem; Trenutni prolazak kroz termistor je tako mali da ne uzrokuje zagrijavanje termistora. U tom se slučaju termistor koristi kao temperaturni senzor i često se naziva "termometar otpornosti".

2) Temperatura termistora određuje se stepenom grijanja trajnim struji i hlađenjem. U ovom slučaju, stalna temperatura određena je uvjetima prijenosa toplote termistorske površine (brzina okoliša - plin ili tekućina - u odnosu na termistor, njegova gustoća, viskoznost i temperaturu), stoga se termistor može koristiti kao a Senzor protoka, toplotna provodljivost okoliša, gustoće plina itd. P. U takvim vrstama senzora postoji dvostepena pretvorba: izmjerena vrijednost se prvo pretvori u promjenu termistora, koji je zatim se pretvori u promjenu otpora.

Termistori se proizvode i sa čistih metala i poluvodiča. Materijal iz kojeg se proizvede takav senzori moraju imati visoki temperaturni koeficijent otpora, kad god je to moguće s linearnom ovisnošću otpora temperature, dobra reproducibilnost svojstava i inercije na utjecaje na okoliš. U najvećoj mjeri sva navedena svojstva zadovoljavaju platinu; U malo manje - bakar i nikal.

U odnosu na metalne termistore, poluvodički termistori (termistori) imaju veću osjetljivost.

Induktivni senzori Poslužite za beskontaktno primanje informacija o pokretima radnih tijela mašina, mehanizama, robota itd. i transformaciju tih podataka u električni signal.

Princip induktivnog senzora temelji se na promjeni induktivnosti namotavanja na magnetskoj liniji, ovisno o položaju pojedinačni elementi Magnetni cjevovod (sidra, jezgra itd.). U takvim senzorima linearni ili kutni pokret X (ulazna vrijednost) pretvara se u promjenu uduktuktiranja (l) senzora. Koristi se za mjerenje ugaona i linearnih pomaka, deformacija, kontrole veličine itd.

U najjednostavnijem slučaju, induktivni senzor je induktar induktivnosti s magnetskom jezgrama, pomicanim elementom od kojeg (sidro) se kreće pod djelovanjem izmjerene vrijednosti.

Induktivni senzor prepoznaje i odgovara na sve provodljive predmete u skladu s tim. Induktivni senzor je ne-kontakt, ne zahtijeva mehanički utjecaj, djeluje beskontaktno zbog promjena u elektromagnetskom polju.

Prednosti:

Nema mehaničkog trošenja, nema propusta povezanih sa statusom kontakata

Ne postoji lutalica kontakata i lažnih odgovora

Velika frekvencija prekidača do 3000 Hz

Mehanički otpornik

Nedostaci - relativno mala osetljivost, ovisnost induktivnog otpora od frekvencije napona napajanja, značajan obrnuto učinak senzora na izmjerenu vrijednost (po privlačenju sidra u jezgru).

Kapacitivni senzori - Načelo rada zasnovan je na ovisnosti električnog kapaciteta kondenzatora iz veličine, relativnog položaja svojih ploča i na dielektričnoj konstanci medija između njih.

Za dvofazni ravni kondenzator, električni kapacitet određuje se izrazom:

gdje je EO dielektrična konstanta; Es - rođak dielektrična konstanta Mediji između tanjira; S je aktivno područje pozlaćenog; H je udaljenost između kondenzatorskih ploča.

Ovisnosti C (i) i C (h) koriste se za pretvaranje mehaničkih pomaka u promjenu kapaciteta.

Kapacitivni senzori, kao i induktivni, hrane se naizmjeničnim naponom (obično povećavaju frekvenciju - do desetak megahertz). Kao mjerni krugovi, most krugovi i sheme obično se koriste koristeći rezonantne konture. U drugom slučaju, u pravilu, ovisnost učestalosti oscilacija generatora iz kontejnera rezonantnog kruga, I.E. Senzor ima frekvencijski izlaz.

Prednosti kapacitivnih senzora su jednostavnost, velika osetljivost i mala inercija. Nedostaci - Učinak vanjskih električnih polja, relativna složenost mjernih uređaja.

Kapacitivni senzori koriste se za mjerenje kutnih pomaka, vrlo malih linearnih pokreta, vibracija, brzine kretanja itd., Kao i za reprodukciju navedene funkcije (Harmonic, testere, pravokutni itd.).

Kapacitivni pretvarači, dielektrična propusnost E koja se mijenjaju zbog pokreta, deformacije ili promjene kompozicije dielektrika, koristi se kao razina senzora neprovodne tečnosti, rasutih i materijala u prahu, debljine sloja neprovodljivog Materijali (mjerači debljine), kao i kontrola vlažnosti i sastava tvari.

Senzori - generatori.

Senzori generatora Izvodi se direktna pretvorba ulazne vrijednosti x u električni signal. Takvi senzori odmah pretvaraju izvornu energiju ulaznog (izmjerene) vrijednosti) u električni signal, I.E. Oni su poput električnih generatora električne energije (odakle i naziv takvih senzora - oni stvaraju električni signal).

Dodatni izvori električne energije za takve senzore nisu u osnovi potrebni (bez obzira na dodatnu električnu energiju mogu se zahtijevati za poboljšanje izlaznog signala senzora, pretvarajući ga u druge signale i druge svrhe). Generator su termoelektrični, piezoelektrični, indukcijski, fotonaponski i mnogi drugi tipovi senzora.

Indukcijski senzori Pretvorite izmjerenu neelektričnu vrijednost u indukciji EDC-a. Princip rada senzora zasnovan je na zakonu elektromagnetske indukcije. Ovi senzori uključuju direktne i naizmjenične trenutne tapatore, koji su mali elektromaški generatori, u kojima je izlazni napon proporcionalan kutnoj brzini rotacije rotacije osovine generatora. Tacogeneratori se koriste kao kutni senzori brzine.

Tahogenerator je električna mašina koja radi u režimu generatora. U ovom slučaju generirani EMF proporcionalan je brzini rotacije i veličine magnetskog toka. Pored toga, stopa rotacije mijenja frekvenciju promjena EDC-a. Primjenjuju se kao senzori brzine (rotacijska brzina).

Temperaturni senzori.

U modernoj industrijskoj proizvodnji mjere se najčešće temperature (tako nuklearna elektrana Srednje veličine je oko 1.500 bodova, u kojima se ovo mjerenje izvodi i veliko preduzeće hemijska industrija Postoji više od 20 hiljada) takvih tačaka. Širok raspon Izmjerene temperature, razne uvjete za korištenje mjernih alata i zahtjeva za njih određuju različite rabljene alate za mjerenje temperature.

Ako razmotrimo senzore temperature za industrijsku upotrebu, tada se njihove osnovne klase mogu razlikovati: silikonski senzori temperature, bimetalni senzori, tečni i plinski termometri, Termički nametnici, termistori, termoeleks, otpornost termički pretvarači, infracrveni senzori.

Silicon senzori Temperature koriste ovisnost otpornosti poluvodičkog silikona sa temperature. Raspon izmjerenih temperatura -50 ... + 150 0c. Koristi se uglavnom za mjerenje temperature unutar elektroničkih uređaja.

Bimetalni senzor Napravljeno od dvije heterogene metalne tanjure povezane između sebe. Različiti metali imaju različite koeficijent temperature Proširenja. Ako se metal spojen na ploču zagrijava ili cool, tada će se saviti, bit će zatvoren (otvoren) električni kontakt ili okrenuti arrow indikatora. Raspon rada bimetalnih senzora -40 ... + 550 0c. Koristi se za mjerenje površine Čvrsta tel i temperatura tečnosti. Glavne aplikacije su automobilska industrija, grijanje i grijanje.

Termo pokazatelji- Ovo su posebne tvari koje mijenjaju boju pod utjecajem temperature. Promjena boje može biti reverzibilna i nepovratna. Proizvedeno u obliku filmova.

Otpor ThermoCouples.

Princip termoelezarkološka otpora (termistori) temelji se na promjeni električne otpornosti provodnika i poluvodiča ovisno o temperaturi (razmatrano ranije).

Platinum Thermistors dizajnirani su za mjerenje temperatura u rasponu od -260 do 1100 0. Rasprostranjena u praksi primila je jeftinije bakrene termistore, ima linearnu ovisnost otpora od temperature.

Nedostatak bakra je mali specifični otpor i lagana oksidacija na visokim temperaturama, kao rezultat toga što je konačna granica za korištenje termometra otpora bakra ograničena na temperaturu 180 0c. U stabilnosti i pomnoživosti karakteristika, bakreni termistori su inferiorni od platine. Nikl se koristi u niskim mjernim senzorima u rasponu temperature u sobi.

Poluprovodnički termistori (termistori) imaju negativan ili pozitivan temperaturni koeficijent otpora, od kojih je vrijednost u 20 0c (2 ... 8) * 10-2 (0c) -1, I.E. Redoslijed veličine više od bakra i platine. Poluvodički termistori s vrlo malim veličinama imaju visoke vrijednosti otpornosti (do 1 Mω). Kao polukrup. Materijali se koriste oksidi metala: poluvodički termistori KMT tipova - mješavina kobalta i manganskih oksida i MMT-a - bakra i mangana.

Senzori temperature poluvodiča imaju visoku stabilnost vremenskih karakteristika i koriste se za promjenu temperature u rasponu od -100 do 2000.

Termoelektrični pretvarači (ThermoColes) - Načelo termoelektrana zasnovan je na termoelektričnom efektu, što je u prisustvu temperatura mesta spojeva (mrijest) dva heterogena metala ili poluvodiče, u konturu se pojavljuje elektromotalna sila koja se naziva termoelektroelektrijom (skraćeni termoelektrij) ). U određenom temperaturnom rasponu može se smatrati da je termo-EMF izravno proporcionalan temperaturnom razliku Δt \u003d T1 - T0 između neželjene pošte i krajeva termoelementa.

Krajevi termokovoja uronjenih u srijedu, čija se temperatura mjeri, naziva se kraj termoelementa. Krajevi koji su u okolini, a koji se obično pričvršćuju na žice do mjernog kruga, nazivaju se slobodnim krajevima. Temperatura ovih krajeva je održavanje konstantne. Istovremeno, stanje termo-eMF-a ovisit će o temperaturi T1 radnog kraja.

Gore \u003d et \u003d c (t1 - t0),

gdje je c koeficijent ovisno o vodičima termoelementa.

EMF ThermoCouples kreirani su relativno mali: ne prelazi 8 mV za svakih 100 ° C i obično ne prelazi 70 mV apsolutnom vrijednošću. Termoparovi omogućavaju temperaturu mjerenja u rasponu od -200 do 2200 ° C.

Platinum, Platinorade, hromel, aluminij dobili su najveću distribuciju za proizvodnju termoelektričnih pretvarača.

Termoporovi imaju sljedeće prednosti: Jednostavnost proizvodnje i pouzdanosti u radu, niske troškove, nedostatak napajanja i mogućnost mjerenja u velikom rasponu temperature.

Uz ovaj termopozovi, neke su nedostatke karakteristične za točnost, točnost mjerenja, prisustvo značajne toplotne inercije, potrebu za uvođenjem izmjena i dopune temperature slobodnih krajeva i potrebe za primjenom posebnih žica za povezivanje.

Infracrveni senzori (pirometri) - Koristite zračenje energije zagrijanih tijela, što omogućava mjerenje površine na daljinu. Pyrometri su podijeljeni u zračenje, svjetlinu i boju.

Zračni pyrometri Koristi se za mjerenje temperature od 20 do 2500 0, a uređaj mjeri integralni intenzitet zračenja stvarnog objekta.

Svjetlina (optički) pirometri Koristi se za mjerenje temperatura od 500 do 4000 ° C. Oni se temelje na usporedbi u užem dijelu spektra svjetline objekta u studiji sa svjetlinom uzornom emigriku (fotometrijsku lampu).

Pyrometri u boji Na osnovu mjerenja omjera intenziteta zračenja na dvije talasne dužine, obično birane u crvenom ili plavom dijelu spektra; Koriste se za mjerenje temperature u rasponu od 800 0.

Pyrometri vam omogućuju mjerenje temperature na čvrsto dostupnim mjestima i temperaturu pokretnih objekata, visokih temperatura, gdje drugi senzori više ne rade.

Kvarcni termički pretvarači.

Za mjerenje temperature od - 80 do 250 ° C, često se koriste takozvani kvarcni termokolovi, koristeći ovisnost samoefrekvencije kvarcnog elementa na temperaturi. Rad ovih senzora temelji se na činjenici da ovisnost funkcije pretvarača od temperature i linearnosti funkcije pretvorbe varira ovisno o orijentaciji rezanja u odnosu na osi kvarcnog kristala. Ti se senzori široko koriste u digitalnim termometrima.

Piezoelektrični senzori.

Učinak piezoelektričnih senzora zasnovan je na korištenju piezoelektričnog efekta (piezoelecthe efekat), koji se sastoji od činjenice da se tijekom kompresije ili istezanja nekih kristala pojavljuje električna naboja, čija je vrijednost proporcionalna djelu Sila.

Piezoelektrični efekt je reverzibilan, tj. Primijenjeni električni stres uzrokuje deformaciju piezoelektričnog uzorka - kompresije ili istezanje u skladu sa znakom nanesenog napona. Ovaj fenomen nazvan obrnuto piezoelecThe efekat koristi se za uzbudljiv i primanje akustičnih oscilacija zvuka i ultrazvučne frekvencije.

Koristi se za mjerenje sila, pritiska, vibracija itd.

Optički (fotoelektrični) senzori.

Razlikovati analogni i diskretni Optički senzori. Na analognim senzorima, izlazni signal se mijenja u proporcionalno vanjskom osvjetljenju. Glavni opseg je automatizirani sustavi za kontrolu rasvjete.

Senzori diskretnog tipa mijenjaju status izlaza na suprotno kada se postigne navedena vrijednost osvjetljenja.

Fotoelektrični senzori mogu se primijeniti u gotovo svim industrijama. Diskretan senzori koriste se kao osebujnički beskontaktni prekidači za brojanje, otkrivanje, pozicioniranje i druge zadatke na bilo kojoj tehnološkoj liniji.

Optički beskontaktni senzor registrira promjenu svjetlosnog potoka u kontroliranom području povezanom s promjenom položaja u prostoru bilo kakvih pokretnih dijelova mehanizama i strojeva, odsutnosti ili prisutnosti objekata. Zbog velikih udaljenosti operacije, optički beskontaktni senzori široko su korišteni u industriji, a ne samo.

Optički beskontaktni senzor sastoji se od dva funkcionalni čvorovi, primalac i emiter. Ovi čvorovi mogu se izvesti u jednokrevetnom kućištu i u raznim kućištima.

Prema načinu otkrivanja predmeta, fotoelektrični senzori su podijeljeni u 4 grupe:

1) prelazeći snop - u ovoj metodi, predajnik i prijemnik podijeljeni su prema različitim zgradama, što vam omogućava da ih instalirate na suprotnu drugu na radnoj udaljenosti. Načelo rada zasnovan je na činjenici da odašiljač stalno šalje svjetlosni snop koji prima prijemnik. Ako se senzorski lampica prestane, zbog preklapanja objekta treće strane, prijemnik odmah reagira na promjenu izlaznog stanja.

2) Razmišljanje od reflektora - u ovoj metodi, prijemnik i predajnik senzora su u jednom slučaju. Reflektor (reflektor) instaliran je nasuprot senzoru. Senzori sa reflektorom su raspoređeni na takav način da se zbog filtra polarizacije percipiraju odražavaju samo iz reflektora. To su reflektori koji rade na principu dvostrukog odraz. Izbor odgovarajućeg reflektora određuje se željenim mogućnostima udaljenosti i instalacije. Odašiljač poslao predajnik koji odražava od reflektora pada u senzorski prijemnik. Ako svjetlosni signal prestane, prijemnik odmah reagira promjenom izlaznog stanja.

3) Razmišljanje iz objekta - u ovoj metodi, prijemnik i predajnik senzora su u jednom slučaju. Za vrijeme radne države senzora, svi predmeti koji padaju u svoje radno područje, postanite osebujni reflektori. Čim se svjetlosni snop odražava iz objekta pada na prijemnik senzora, on odmah reagira promjenom izlaznog stanja.

4) Fiksni refleksija iz objekta objekta je isti kao "odraz objekta", ali osjetljivo reagira na odstupanje od postavke na objekt. Na primjer, moguće je otkriti otečenu plutu na kefir bočici, nepotpunom punjenju vakuumskih ambalaže sa proizvodima itd.

Na njenom namjerom, senzori se podijeljeni u dvije glavne grupe: opći senzori i posebni senzori. Posebno uključuje vrste senzora dizajnirane za rješavanje užeg kruga zadataka. Na primjer, otkrivanje oznake boje na objektu, otkrivanje kontrasta granice, prisustvo etiketa na prozirnom pakovanju itd.

Zadatak senzora otkrije objekt na daljinu. Ova se udaljenost varira od 0,3 mm-50m, ovisno o odabranoj vrsti senzora i načinu otkrivanja.

Mikrotalasni senzori.

Mikroprocesor dolazi do prebacivanja gumba - rođaka automatski sistemi Kontrola tehnološki proces (ACS TP) najvećih performansi i pouzdanosti, senzori su opremljeni digitalnim komunikacijskim sučeljama, ali to ne vodi uvijek povećanju ukupne pouzdanosti sustava i tačnosti njegovog rada. Razlog je taj što su sami principi većinskih principa poznate vrste Senzori nameću naporna ograničenja u uvjetima u kojima se mogu koristiti.

Na primjer, beskontaktni (kapacitivni i induktivni), kao i uređaji za kontrolu brzine tacogeneratora (UKS) široko se koriste za praćenje brzine kretanja industrijskih mehanizama. Tachegenerator Uks ima mehaničku vezu s pokretnim objektom i zoni osjetljivosti beskontaktni uređaji ne prelazi više centimetara.

Sve to ne samo da stvara neugodnosti prilikom postavljanja senzora, ali otežava upotrebu ovih uređaja u uvjetima prašine, koji se pridržavaju radne površine, uzrokujući lažne odgovore. Navedene vrste senzora nisu u mogućnosti direktno kontrolirati objekt (na primjer, transportna traka) - Konfigurirani su za pomicanje valjka, impelera, rastezanja itd. Izlazni signali nekih uređaja su tako slabi, što je u nastavku Razina industrijskog uplitanja iz rada moćnih električnih mašina.

Slične poteškoće nastaju kada se koriste tradicionalni nivoi nivoa - senzora za prisustvo rasutog proizvoda. Takvi su uređaji potrebni za pravovremenu isključivanje opskrbe sirovina u proizvodne kontejnere. Lažni odgovor vodi ne samo da se drže i prašine, već i dodir protoka proizvoda kada stigne u bunker. U nezloženi prostori Rad senzora utječe na temperaturu okoline. Lažni odgovori alarma uzrokuju česte zaustavljanja i lansira se učitana tehnološka oprema - Glavni uzrok njegovih nesreća, vode do valova, raspada transportera, pojavu vatre i eksplozivnih situacija.

Navedeni problemi prije nekoliko godina doveli su do razvoja fundamentalno novih vrsta uređaja - radarski senzori za kontrolu brzine, senzori za pokretanje i podvrstanje, čija se operacija temelji na interakciji kontroliranog objekta s radio signalom s frekvencijom od oko 10 na 10 stepeni Hz.

Upotreba mikrovalnih metoda praćenja za stanje tehnološke opreme omogućava vam da se potpuno riješite nedostataka senzora tradicionalnih vrsta.

Razlikovne karakteristike ovih uređaja su:

Nema mehaničkih I. električni kontakt Sa objektom (srednjim), udaljenost od senzora na objekt može biti nekoliko metara;

Direktna kontrola objekta (transportna traka, lanci), a ne njihovi pogoni, rastezanje bubnjeva itd.;

Mala potrošnja energije;

Neosjetljivost na cijene proizvoda zbog velikih radnih udaljenosti;

Imunitet i fokus visoke buke;

Jednokratna postavka za cijeli život usluga;

Visoka pouzdanost, sigurnost, nedostatak ionizirajućeg zračenja.

Princip senzora temelji se na promjeni frekvencije radio signala koji se odrazi iz pokretnog objekta. Ovaj fenomen ("Doppler efekt") se široko koristi u radarskim sistemima za daljinsko mjerenje brzine. Pokretni objekt uzrokuje izgled električnog signala na izlazu mikrovalnog modula koji prenosi prijenos.

Budući da nivo signala ovisi o svojstvima reflektirajućeg objekta, senzori pokreta mogu se koristiti za signalizaciju lančanog prekida (traka), prisutnosti bilo kakvih predmeta ili materijala na traku transportera. Traka ima glatku površinu i nizak koeficijent refleksije. Kad se senzor, instalira iznad radne grane transportera, pokreće premještanje proizvoda, povećavajući koeficijent refleksije, uređaj signalizira kretanje, odnosno u stvari da traka nije prazna. U trajanju izlaznog pulsa moguće je suditi veliku veličinu nastavljenih objekata na značajnoj udaljenosti, za proizvodnju izbora itd.

Ako je potrebno, ispunite bilo koji spremnik (od bunkera u rudnik), možete precizno odrediti kraj kraja napunjenosti - senzor spušten na određenu dubinu pokazat će prijedlog punila dok se ne pokrije.

Specifični primjeri upotrebe mikrotalasni senzori Pokreti u raznim industrijama određeni su njenom specifičnošću, ali općenito mogu riješiti najrazvijenije zadatke nevoljenog rada opreme i povećati informativni sadržaj automatiziranih kontrolnih sustava.

Laboratorijski rad

Istraga o radu senzora

Instrumenti i dodaci:

Četiri tranzistora, metalni snop, teretni set za učitavanje greda, mikro ammetra, potenciometar, napajanje, termoelement, malelvoltmetar .

svrha rada:

1. Grijanje senzora žice za cjedilo i dobivanje njegovih karakteristika.

Studija senzora temperature - Termoparovi .

Teorija

1. Uređaj i klasifikacija senzora

Senzor - pretvaranje uređaja vanjski utjecaj U električnom signalu. U medicini i biologiji senzori se koriste kao uređaji za uklanjanje informacija o medicinskom-biološkom sistemu ako se parametar proučava ima neelektričnu prirodu. Najjednostavnija šema senzora data je na slici.1

Parametar ispitivanja medicinskog biološkog sistema X djeluje na pretvaraču 1, koji uključuje X u električni signal Y. (Sl. 1A) Vrijednost x naziva se prirodnom ulaznom vrijednošću, vrijednost y je izlazna vrijednost. Kada se koristi više pretvarača, koristi se kaskadna inkluzija (Sl. 1b): ulazna vrijednost x je naizmjenično pretvorena u vrijednost x 1, x 2, x 3, ..., y.

Svojstva transformacije senzora određena je njihovom karakteristikom, osjetljivošću, pragom osjetljivosti, ograničenje pretvorbe, nominalne pogreške.

Karakteristika senzora pogledajte funkcionalnu ovisnost izlazne vrijednosti y. iz ulazne vrijednosti x. , to jest, izraz. Obično nastoje koristiti linearni odnos između izlaznog signala i izlazne vrijednosti. Ako ne uspije, koriste se druge vrste ovisnosti - kvadratni, logaritamski, eksponencijalni itd. Sl. 2 daje linearnu karakteristiku senzora.  x. - Promjena ulazne vrijednosti  y. - Promjena izlazne vrijednosti .

Osjetljivost senzora izračunajte omjer osjetljivosti Označava koji se mijenja u izlaznoj vrijednosti odgovara promjeni ulaznoj vrijednosti

Prag osjetljivosti senzora nazovite minimalnu promjenu u ulaznoj vrijednosti (  x. min. ), što može registrirati ovaj senzor.

Ograničenje konverzije senzora - Ovo je maksimalna ulazna vrijednost ( x. max), Koji senzor može pretvoriti bez izobličenja.

Informacije o ulaznoj vrijednosti mogu se iskriviti zbog grešaka koji se javljaju tokom rada senzora. Zbog grešaka, karakteristika senzora iz linije zamagljuje se u traku određene širine.

Srednja linija bendova poziva nazivni karakteristično. B / 2 Vrijednost jednaka polovici širine trake, nazvana nominalna greška Senzor. Nominalna karakteristika i nominalna greška ukazuju na pasoš senzora.

Greška senzor Zbog sledećih razloga:

neustalnost funkcije pretvarača u vremenu zbog starenja i korozije materijala, zbog habanja pokretnih dijelova senzora;

nesavršenost proizvodnje senzora (ne-strogotroed geometrijskih dimenzija, varijacije parametara izvornih materijala, netačnosti postavljanja i prilagođavanja, itd.);

inercijalna svojstva senzora (promjene izlaznih vrijednosti odgađaju se u odnosu na odgovarajuće promjene u ulaznoj vrijednosti);

obrnuti učinak senzora na medicinski i biološki sistem, koji dovodi do izobličenja informacija o parametru istekli x. .

Ovisno o mediju informacija o ulaznoj vrijednosti , Senzori su podijeljeni na elektromehanički, elektrostatički, elektromagnetski, elektronički, termoelektrični itd.

Razlikovati dvije vrste senzora: generator i parametričan.

Generator Naziva se senzori, u kojima se potencijalna razlika, EMF, struja stvara pod utjecajem ulazne vrijednosti.

Parametrični senzori uključuju U kojem se nalazi bilo koji parametar (otpornost, induktivnost, kapacitet itd.) Pod utjecajem ulazne vrijednosti.

Senzori generatora .

Kao senzori generatora, razmislite o termoelementu, piezoelektrični senzor i indukcijski senzor.

Termoparovi odnose se na termoelektrične pretvarače.

Termoelement je zatvoreni lanac dva heterogena metalna vodiča (Sl. 3).

Kontakti metala A i K (SPI) se održavaju na različitim temperaturama. Jedan spike naziva se kontrolom (k). Njegova temperatura T k podržava konstanta sa termostatom. Drugi SPI (a) je radnik. Postavlja se u srijedu, od kojih se temperatura T i mora se mjeriti. Termoelement krug uključuje mjerni uređaj. Ako je radna temperatura povezana i razlikuje se od temperature kontrolnog kolovoza, tada termoelementarni krug nastaje termoelektromotivna sila (TEDS), čija je vrijednost izravno proporcionalna razlika u temperaturama radne i kontrolne banje a određuje se omjerom

Tads \u003d. (T. Ali - T. Do ),

gde  - Specifični tads, pokazujući koje se tad događaju u ovom lancu kada temperaturna razlika u jednom stupnju.

Mjerni TADS, možete odrediti temperaturnu razliku i, prema tome, temperaturu radnog kontakta. Dakle, termoelement je temperaturni senzor. Ulazna vrijednost takvog senzora je razlika u temperaturi, izlaza - elektromotorna sila u termoeletu.

Piezoelektrični senzori . Njihov rad se zasniva na fenomenu direktan piezoenefectŠto leži u činjenici da na suprotnim krajevima kristalne ploče postoje troškovi različitih likova, ako je ploča deformirana. Mehanički stres se pretvara u potencijalnu razliku između svojih krajeva. Piezodatchik se koristi za mjerenje različitih fizičkih količina: mehaničkih naprezanja, varijabli, brzina, ubrzanja, pritiska itd.

Indukcijski senzori . Načelo njihove akcije temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije. Primjer takvog senzora može biti sustav stalnog magneta (ili elektromagnet) i pokretne zatvorenog provodljivog kruga (pomični zavojnica). Uz napredak ili rotacijski prijedlog zavojnice u magnetskom polju, inducira se u njemu, pojavljuje se indukcijska struja, čija vrijednost ovisi o brzini zavojnice. Ulazna vrijednost takvog senzora je brzina ili ubrzanje progresivnog ili rotacijskog prijedloga okvira, izlaz - indukcijska indukcija pojavljuje se u okviru

Parametrični senzori .

Primjeri uključuju kapacitivne, induktivne, otporne senzore.

Kapacitivni senzor . Kao primjer, može se koristiti ravni kondenzator. Kapacitet C. Ravni kondenzator određuje se omjerom gde S. - područje kondenzatora, područje, d.- udaljenost između tanjira,  - Dielektrična konstanta tvari između tanjira. Ako se premještate u odnosu na preklopni kondenzator, promijenit će svoj električni kapacitet i potencijalna razlika između njegovih tanjira će se u skladu s tim promijeniti. Pomoću takvih senzora mogu se mjeriti mehanički pokreti, debljina i homogenost dielektričnog itd.

Induktivni senzor u najjednostavnijoj izložbi prikazano je na slici 4. Rane od 1 zavojnice na zatvorenoj jezgri 2. Sidro 3 mogu se premjestiti u odnosu na jezgru i bliže potonjem. Prilikom se kreće, sidro mijenja induktivnost zavojnice. I to dovodi do promjene induktivnog otpora lanca i, na kraju, mijenjati struju u lancu zavojnice. Ulazna vrijednost takvog senzora je mehaničko kretanje sidra, izlaz - struja u lancu zavojnice.

Raznolikost induktivnih senzora su magnetoelastični senzori. Njihov se rad temelji na promjeni magnetske propuštenosti jezgre zavojnice, ako je jezgra deformirana - stisnite, istegnuti itd. Promjena magnetske propuštenosti jezgre dovodi do promjene u induktivnosti zavojnice. Ulazna vrijednost takvog senzora je mehanička deformacija, mehanički stres, izlaz - trenutna snaga u lancu zavojnice.

Otporni senzori . Kao takav, smatramo cjedilima (otpornost na naprezanje). TestorsIstori su inače nazivaju napore mjerača.

Princip rada mjerača naprezanja zasnovan je na efektu naprezanja. Efekat naprezanja očituje se u činjenici da aktivni otpor dirigenta ovisi o mehaničkoj deformaciji: od kompresije, istezanja, savijanja, uvijanja.

Postoje senzori naprezanja s linearnim i volumetrijskim efektom soj.

S. Senzori linearni efekat naprezanja Izrađena od tanka žica (Vidi praktični dio). Otpornost na žicu izračunava se formulom gdje  - Specifična otpornost na žicu, l. - njena dužina, S. - Područje presjeka. Kada se deformacija senzora istovremeno promijeni u dužinu l. i presjek S.Što dovodi do promjene otpornosti i čvrstoće struje u krugu senzora. Senzori sa linearom tenzo efekat Koristi se za mjerenje mehaničkih pomaka, deformacija, mehaničkih naprezanja i pritiska.

S. Senzori Volumetrijski efekt soja Iz tvari su kolumne, čija je otpor snažno variran ovisno o tlaku okoliša. Takvi se senzori koriste kao mjereći pritiska za mjerenje visokih i ultra visokih pritisaka.

Na kraju ovog odjeljka morate reći nekoliko riječi o elektronički senzorikoji su trenutno široko rasprostranjeni. U njima se transformacija neelektrične veličine u električnu energiju zasniva na elektroničkim procesima. Elektronski senzori uključuju vakuum fotoćelije, koji se temelje na radu od kojih je vanjski fotoelektrični efekt i poluvodički fotoćeli koji rade na unutrašnjem foto-efektu. Fotoelektronski senzori koriste se za mjerenje svjetlosnog fluksa, svjetla, svjetla za proučavanje transparentnosti i zamućenja rješenja u brojila boja i brojila ulja. Uz pomoć fotoćelija moguće je prebrojati predmete, mjeriti mehaničke pomake, brzine, ubrzanje itd.

2.Prodaji medicinskih i bioloških informacija

Medicinski i biološki podaci Senzori pretvore biofizičke i biohemijske vrijednosti u električne signale, "prevedi" informacije sa "fiziološkog jezika" tijela na jezik, razumljive elektroničkim uređajima.

Medicinski i biološki podaci Senzori su podijeljeni u dvije grupe: bio-kontrolirana i energija.

Senzori sa biolokom Reagirajte direktno na medicinske i biološke informacije koje dolaze iz objekta studije. Oni mogu biti i generator (aktivni) i parametrični (pasivni).

Energetski senzori Stvorite protok energije s strogo definiranim, stalnim parametrima u objektu u okviru studija. Vrijednost u studiji utječe na ovaj tok, modulira svoje promjene proporcionalne promjenama u sam iznosu. Senzori ove vrste uključuju fotonaponski i ultrazvuk.

Mediko-biološki senzori podijeljeni su u temperaturne senzore, senzore respiratornog sustava, kardiovaskularne senzore, senzore mišićno-koštanog sistema itd.

Temperaturni senzori . Metalni i poluvodički termopozovi koriste se kao takvi senzori, kao i metalni i poluvodički termistori.

Senzori respiratornog sistema Koristi se za određivanje frekvencije disanja, zapreminu udisanog i izdisanog zraka, disajne efikasnosti. U tu svrhu se koriste termistor i senzori koji govore naprezanje. ( Termistor senzor inače pozovitetermistor. .)

Na primjer, senzor nadzora respiratornog frekvencije je termistor montiran u posebnom snimku. Klip je pričvršćen na krilo nosa i puhao je protokom zraka. U ovom slučaju otpornost termistora varira od frekvencije disanja zbog promjene temperature udisanog i izdisanog zraka. Na izlazu senzora uklanja se trenutni slijed impulsa s frekvencijom koja odgovara respiratornoj frekvenciji.

Kontrola disajnerske učinkovitosti može se izvesti fotometrijskom mjerenju postotka hemoglobina u periferskoj arterijskoj krvi. Sadržaj hemoglobina određuje se oksigemometrom - fotonaponski senzor, koji u obliku isječka stavlja se na uhm. Osjetljiv element takvog senzora je fotorezirancija koja se nalazi na jednoj strani režnjeva i osvijetljene sijalice za osvjetljenu iluminatoru koja se nalazi na drugoj strani obloge. Gustoća svjetlosnog fluksa kroz režanj ovisi o količini hemoglobina u krvi.

Kardiovaskularni senzori Dopustite pulsu, sistolički i dijastolički pritisak, tonovi i srčani zvukovi, cirkulaciju krvi, impedansu tkiva i organa itd.

Piezoelektrični senzori koriste se za snimanje pulsa . Glavni dio ovog senzora je segnetoelektrična kristalna ploča, ojačana jednim kraj u držaču. Držač je na manžetni, nošen na zglobu. Slobodni kraj ploča pomoću gumba u kontaktu sa zidom radijalne arterije. Fluktuacije zida arterije prenose se na kristalnu ploču, uzrokuju da je deformacija zavoja, što dovodi do pojave tanjira promjenjive potencijalne razlike na suprotnim površinama, ponavljajući u obliku oscilacije zida arterije. Ova potencijalna razlika se nameta pojačalo, a potom na uređaj za snimanje. Krivulja je istovremeno snimljena, zvala sfigmogram.

Prilikom proučavanja tonova i zvučne buke A piezoelektrodinamički mikrofoni reagiraju na akustične signale primjenjuju se na fonokardiograme.

Za mjerenje krvnog pritiska Koriste se induktivni i kapacitivni senzori.

Za mjerenje krvnog pritiska direktno unutar plovila koriste se senzori naprezanja. Široka upotreba tesora u medicini doprinosi svojim vrlo malim veličinama i masom, zbog kojih je moguće stvaranje minijaturnih senzora. Koji se nalaze na kraju tankog fleksibilnog katetera, s kojim se senzori unose u plovila, a prema plovilima - u srčanoj šupljini.

Razlikovati žicu, foliju i poluvodičke tesorstruzistore. Mjerač žice za mjerenje intravaskularnog pritiska je tanka silikonska dijafragma pričvršćena u metalnom prstenu na kraju katetera. Na površini dijafragme nalaze se otpornost na naprezanje, povezana sa mostom krugom, koji opskrbljuju žice koje prolaze unutar katetera. Krug senzora uključuje mjerni uređaj, pjevanje u jedinicama pritiska i istosmjernog izvora. Krvne preše na dijafragmu deformiše tesoronsistore. Što dovodi do odgovarajućih promjena u otpornosti lanca i snagu struje u njemu.

Studija protoka krvi vrši se uz pomoć elektromagnetskih i ultrazvučnih senzora. Senzori za mjerenje brzine elektromagnetskog krvarenja zasnivaju se na Hall Effectu. Ultrazvučni senzori protoka krvi rade na dopler efektu. Konstruktivno, takav senzor sastoji se od dvije piezoelektrične ploče. Jedna od tanjira služi kao prijemnik, a drugi je izvor ultrazvučnog vala.

Ultrazvučni val s frekvencijom  0 , emitiran izvorom, ogleda se u pokretnom objektu (eritrocita) prema prijemniku. Prijemnik doživljava val frekvencijom . Kalkulacije pokazuju da je frekvencijska razlika  0, nazvana dopler frekvencijskom smjenom, određuje odnos

gdje v - brzina pokretnog objekta (brzina protoka krvi),

U je brzina ultrazvučnog vala. Budući da je stopa širenja ultrazvuka u krvi značajno veća od brzine pokretnih objekata (u "V), zadnja formula se može napisati kao odakle se koristi i za određivanje brzine ventila i zidova srca (doppler ehokardiografija) za određivanje brzine protoka krvi.

Praktični dio

1. Studija Tesororazistra .

Wiretandoristor (Sl. 5.) izrađen je od fine konstantalne žice (1) promjera 20-30 μm, izoliranog u obliku ravne spirale i zalijepljen na tankom filmskom bazu (2).

Između gore, Helix je zatvorena kao isti film. Upotreba elektroda (3), senzor je uključen u električni krug koji sadrži napajanje i mjerni instrument. Deformacija baze senzora dovodi do promjene dužine i presjeka žice, što uzrokuje odgovarajuće promjene u otpornosti cjedila i trenutne čvrstoće u lancu. Instalacija za proučavanje senzora naprezanja prikazana je na slici6.

Metalni snop B, fiksiran s jednog kraja, učitava se sa opterećenjem R. R. R 1, R 2, R 3 i R 4 zalijepljeni su na mjestu najvećeg savijanja greda u blizini njenog ulaska u podršku. Senzori R 1 i R 2, koji se nalaze u gornjem ravnini snopa, rade u režimu istezanja. Senzori R 3 i R 4, zalijepljeni ispod grede, doživljavaju istezanje. Apstrakcija naprezanja povezana je prema krugu Wheatstone mosta (Sl. 7). Most se smatra uravnoteženim ako se struja kroz mikroammetar ne nastavi, odnosno potencijali na bodovima B i D jednaki su. Ovo stanje se izvodi ako se omjer odvede

R. 1  R. 2 = R. 3  R. 4

Priložite grede, ova jednakost prolazi u nejednakost

R. 1  R. 2  R. 3  R. 4 ,

koja se izražava jača od većeg opterećenja na snopu.

Dakle, jači snop se učitava, veća je trenutna kroz mikroAMmert.

Ulazna vrijednost takvog sustava (mehanički pretvarač deformacija do promjene električne struje) je opterećenje P, snop savijanja, izlazna vrijednost je struja kroz mikroamter. Dijagram konverzije ulazne vrijednosti u izlazu može se zapisati na sljedeći način:  P.   l.   R.   , Gde  P.- Promjena opterećenja na snopu,  l. - Promjena dužine senzora zbog deformacije,  R. - Promjena otpornosti senzora,  - Promijenite struju kroz mikro ampermetar.

Postupak za obavljanje poslova

Prikupite električni krug prema slici. 7.

S istovarenim snopom pomoću potenciometra za uravnoteženje programa za premošćivanje (za postizanje nedostatka struje u mikroAMmeru).

Postepeno učitajte snop s utezima 1, 2, 3, 4, 5 kg i kroz svaki kilogram tereta za čitanje očitavanja mikrometra. Podaci za stavljanje u tablicu.

		n- broj fisije mikroammetra
		kada se učitava	sa istovarom

Sekvencijalno uklonite utege po kilogramu, snimajući očitanja mikrometra kada se greda istovara.

Izračunajte prosječne vrijednosti očitavanja mikroameričara na ovom opterećenju. Prema dobivenim podacima, moguće je izgraditi karakteristiku senzora n \u003d f (p), gdje je broj n broj fisije mikroametra na datom opterećenju P.

Odredite cijenu fisije uređaja

k.=  P./  n. (kg / djela)

Studija senzora temperature

U ovom radu, termoelement izrađen od bakra i konstanta se koristi kao senzor temperature. Termoelement je snimljen. Raspored kalibracije je priključen. Određivanje temperature ovisnosti o otpornosti poluvodiča vrši se za termistor - jedan od najjednostavnijih poluvodičkih uređaja.

U poluvodičima električni otpor u velikoj mjeri ovisi o temperaturi. Ovisnost otpornosti poluvodiča na temperaturi na određenim temperaturnim rasponima može se opisati izrazom R \u003d R 0 · Exp (-ww / 2KT), gdje je t apsolutna temperatura, k. - Stalni Boltzmann,  W. - aktivacijska energija poluvodiča (termistor), usavršiti - Ista stvar kao e. - Osnova prirodnog logaritama. Dakle, otpor poluvodiča opada prema eksponencijalnom zakonu. Zamjerenost otpora poluvodiča (termistora) na temperaturi koristi se za mjerenje temperature struje u lancu s poluvodičem.

Postoje termistori za mjerenje i vrlo visoke (t  1300 0 k) i vrlo niske (t  4-80 k) temperature.

U medicini se elektrothermometri široko koriste, temperaturni senzor u kojem je termistor. Prednosti elektrotermometra uključuju svoju malu inerciju, visoku osjetljivost, mogućnost izrade senzora malih dimenzija, mogućnost mjerenja temperature na daljinu. Nedostaci uključuju nelinearnu razmjeru i starenje. ThermoCouples imaju manje osjetljivosti, ali su lišeni tih nedostataka.

Da bi se utvrdila temperaturna ovisnost otpornosti termistora, potonji zajedno s aktivnim termičkim šarmom i termoepladama fiksirani su u traci za dural. Za koji se bar obavlja u baru, ispunjena neprovodljivom tečnošću (ulje, glicerin itd.). Termo-EMF termokoboksi mjere se milivoltmetar. Otpor proučarenog termistora određuje se multimetrom. Kontrolni termospace do termoelesa spušta se na devorni brod.

Postupak izvođenja rada.

Termoelement je povezan sa terminalima MilliVoltmeter.

Uključite malelololtmetar na mrežu.

Korištenje prekidača koji se nalazi na desnoj bočnoj traci, postavite milivoltmetar nulu u režimu Arretir.

Prevedi prekidač ograničenja mjerenja na položaj "5 mV". Izračunajte cijenu podjele Milivoltmetra.

Spustite kontrolu i radnika sa spakom u čašu sa vodom i postavite milivoltmetar nula nula.

Zabilježite temperaturu kontrolnog kolovoza t. 0 k. .

Izmjerite temperaturu dlana u nekoliko točaka. Da biste to učinili, priložite aktivnu toplinsku fazu na dlan i odredite odgovarajuće milivoltmetar TDS. Koristeći grafikon i omjer mature t. 0 l. = t. 0 k. +  t. 0 , odredite temperaturu dlan.

Slično je mjerenje temperature vrata, uha uha, obraza, brade itd.

Isključite milivoltmetar. Ugradite milivoltmetar na položaj u Arretier-u.

Kontrolna pitanja

Koji se uređaji nazivaju senzorima. Uloga senzora u medikolološkim mjerenjima.

Kako se zove senzor karakterističan, osjetljivost, prag osjetljivosti, nazivna greška senzora?

Dajte koncept generatora i parametričnih senzora. Protekli primjere tih i drugih senzora.

Dajte koncept biosko kontroliranih i energetskih senzora. Kreirajte primjere.

Objasnite uređaj i princip mjerača naprezanja, njihovu upotrebu u medicini.

Objasnite uređaj i princip operacije senzora. Temperatura (termoparovi i termistor).