Foredrag 4-6.

En hvilken som helst måleindretning kan betragtes som en sender af den målte værdi G, som repræsenterer denne værdi i form af numeriske værdier (G) og giver resultatet i en bekvem til dets opfattelse og yderligere anvendelse af form. Figur 2 viser en generaliseret måleinstrumentmodel, hvor den målte værdi G er repræsenteret ved indgangsværdien X E, og displayet af den målte værdi (G) [G] er udgangsværdien af \u200b\u200bX A. Denne omdannelse implementeres af et funktionelt element, der kaldes et følsomt element eller en primær måle transducer (PIP).

Fig. 2. generaliseret måleinstrumentmodel

Mikroelektroniske pips med output elektriske eller optiske signaler kaldes sensorer. Ofte kaldes PIP også sensorer (på trods af populariteten af \u200b\u200budtrykket "sensor" anbefales det ikke state Standard. I vores land som helst brugt. Betydningen af \u200b\u200bdette koncept er "at give" information, dvs. Uafhængigt generere et signal, der ikke svarer til den karakteristiske PIP-funktion af konverteringsfunktionen af \u200b\u200bden målte værdi til et signal, der er egnet til yderligere anvendelse).

I sammenligning enkle værktøjer Den målte værdi vises direkte som en udgangsværdi. Ofte underkastes outputsignalerne af PIP'en for sekundær transformation, som er forbundet med kravene til yderligere signalbehandling. I dette tilfælde skal der være en entydig funktionel afhængighed mellem den målte værdi, dvs. Original, og dens skærm. Normalt har tendens til at sikre, at denne afhængighed i måletransformationen var lineær og funktion x. a \u003d. f.(x. e) - PIP-transformationsligning - grafisk viste lige linje.

Følsomme elementer og sensorer er et af hovedelementerne i automatiske systemer. De er designet til at ændre og kontrollere forskellige fysiske mængder (Parametre for produktionsprocesser): Temperaturer, tryk, fugtighed, koncentration af opløsninger, rotationshastighed osv. Som regel reagerer det følsomme element på en ændring i parameteren og konverterer denne ændring i visningen, praktisk til fremtidig brug i det automatiske system. I de fleste tilfælde er en ændring i ikke-elektrisk størrelse påkrævet for at konvertere en elektrisk værdi til en ændring. En konstruktiv dekoreret del af det automatiske system, hvori den variable værdi samtidigt konverteres til en anden fysisk værdi, mere bekvem til dens yderligere anvendelse i det automatiske system kaldes en sensor. Sensoren indeholder et følsomt element. I praksis og i teknisk litteratur gør dog ofte ikke forskelle mellem begreberne "følsomt element" og "sensor".

Sensorer er meget varierede enheder. Dette forklares af de målte værdieres fysiske karakter (procesparametre) og forskellen i principperne baseret på deres måling. Sensorerne klassificeres typisk i henhold til den målte værdi (temperatur, væskestrøm, materialefugtighed osv.) Og parameteren, hvori signalet for sensorelementet (ohmisk resistens, induktans, kapacitet osv.) Omdannes.

Følsomme elementer (sensorer) kan være kontakt og kontaktløse. I det første tilfælde kommer det følsomme element på tidspunktet for måling i kontakt med det kontrollerede stof, i den anden måling forekommer uden kontakt.

Sensorer anvendt i. automatiske enhederkan være parametrisk og generator. Parametriske sensorer Konverter ændringen i den kontrollerede værdi, sædvanligvis ikke-elektrisk, i ændringer i parametrene for det elektriske kredsløb. Generator sensorer konverterer en ændring i den kontrollerede værdi i EDC.

De grundlæggende krav til sensorer er: høj følsomhed, linearitet af afhængigheden af \u200b\u200boutputværdien fra input og lille inerti. Sensoren som et element i et automatisk system omdanner den kontrollerede værdi; det kaldes inputværdien x. 1, til en anden - output værdi h. 2 . Under følsomhed S. Forstå forholdet mellem stigning Δ x. 1 for at øge δ x. 2:

Drejer til grænsen ved δ x. 1 -\u003e 0, vi får et udtryk for differentiel følsomhed S. D:

Følsomheden kan have dimension (for eksempel MV / Hail, OM / MM osv.) Og vær en dimensionsløs værdi.

Bruger undertiden den relative følsomhedsindikator η :

,

hvor h. 10 og h. 20 - Forudvalgte basisværdier af sensorens indgangs- og udgangsværdier. I dette tilfælde vil følsomheden altid være en dimensionsløs værdi.

Nedenfor vil vi se på nogle af de vigtigste typer sensorer.

I automatiske systemer anvendes mekaniske følsomme elementer i vid udstrækning, hvis inputværdi bevæger sig. Dette forklares af, at forskellige fysiske mængder, såsom kraft, øjeblikning af kraft, tryk, temperatur, hastighed, acceleration, geometriske størrelser af legemer, er relativt simpelthen transformeret til rumlige forskydninger, der er funktionelt relateret til den kvantitative værdi af disse værdier. Disse bevægelser konverteres derefter til funktionelt associerede elektriske parametre - strømstyrke, spænding, induktans, beholder.

De mest almindelige sensorer med forskydningskonvertering til elektriske værdier er robuste (potentiometrisk), elektrotenzometrisk, induktiv og kapacitiv.

Smertersensorer Konverter sensorelementet for at ændre strøm eller spænding. Figur 3 viser (risostat sensorer, inkluderet ifølge potentiometerordningen.

Output Current. JEG. H og spænding U. H er unikt forbundet med motorens position (med en konstant værdi af forsyningsspændingen U.), og med en tilstrækkelig stor belastningsbestandighed ( R. N \u003e\u003e. R.) og den ensartede vikling af lederen er praktisk taget tilvejebragt lineær afhængighed eller . Rostersensoren er en spændingsdeler med en lineær eller vinkelbevægelse af motoren. Sensitiviteten af \u200b\u200bsådanne sensorer bestemmes af udtrykket til lineær bevægelse s. Motor (fig. 3a) og for den vinkelbevægelse af a-motoren (fig. 3b).

Fig. 3. Genopbevis sensorer

Denne form for sensorer har betydelige ulemper på grund af tilstedeværelsen af \u200b\u200ben glidende kontakt. For eksempel bevæger motoren inden for en svingning af viklingen ikke ændringer i udgangsværdien, derfor opstår der en fejl på grund af en trinvis ændring i udgangsværdien U. H med en jævn ændring i indgangen S eller a.

Normalt er sensorviklingen lavet af manganin eller konstantantråd. I de mest ansvarlige tilfælde er sensorviklingen lavet af fint (D \u003d.0,03 mm) Platinum iridiyevo wire giver god kontakt Med en meget lavtryksmotor til vikling.

Rheostat-gruppen indbefatter kulsensorer, der omdanner den kraftoverførte kraft til elektrisk modstand eller spænding. Diagrammet af en af \u200b\u200bkulsensorerne er vist i figur 4A . Den består af grafitiske diske indsamlet i form af en kolonne 1. Søjlen består af 10-15 diske med en diameter på 5-10 mm og en tykkelse på 12 mm. I enderne af kolonnen er der kontaktediske 2 og stædige designs. 3 , gennem hvilken trykket overføres. Den elektriske modstand af en sådan sensor består af egenbestandigheden af \u200b\u200bgrafitskiver og forbigående resistens på kontaktfladerne mellem disse diske. Med stigende tryk falder den forbigående kontaktmodstand af sensoren.

Figur 4B. præsenteret kurve for afhængigheden af \u200b\u200bsensorens modstand fra den påførte kraft R,som er omtrent udtrykt af afhængighed

,

hvor R. G - Den samlede impedans af grafitskiver μ. l.- Permanent koefficient R.- Anvendt på sensorkraften.

Differentialfølsomheden af \u200b\u200bkulsensoren kan findes ved at indstille det foregående udtryk på :

.

I praksis bruger mere ofte relativ følsomhed.

hvor δ. R. - Skift sensorens modstand, når den ændrer længden til δ l..

Fig. 4. Kulføler

Ulempen ved kulsensorer er ikke-linearitetskarakteristik, ustabiliteten af \u200b\u200bdet i tide, en signifikant afhængighed af resistens fra omgivelsestemperatur og en signifikant hysterese (op til 8%).

At måle små forskydninger (millimeteraktier), elastik deformationer, vibrationer bruges oftest elektrotenzometriske elementer repræsenterer trådføler, hvis deformation omdannes til en ændring i elektrisk modstand. En sådan trådføler (stamometer) er tynd ( d \u003d0,02 ... 0,05 mm) ledning 1 (Fig. 5), zigzagoformet på en isolerende base 2 - normalt tyndt papir. Constantanova eller Nichrome-wire bruges oftest, hvortil kobberkonklusioner er fastgjort til enderne. 3. Sensoren med lim (BF-2, BF-4, silikone eller andet) styrkes på detaljerne og deformeres med den. Ved måling af målinger er tensometeret sædvanligvis inkluderet i skulderens målekredsløb.

Fig. 5. Tensometer.

Induktive sensorer Ansøg om måling og kontrol mekaniske bevægelser. i området fra 0,01-50 mm. Men nogle af dem, den såkaldte. Stempelinduktive sensorer kan bruges til at måle forskydninger, der når tiere centimeter.

Kredsløbet af den enkleste anker induktive sensor er vist i figur 6A . Indgangsværdi i dette tilfælde er et luftgab Δ, der ændrer sig, når de flytter ferromagnetiske ankre 1, og udgangsstrømmen jEG.til konstant spænding U:,

hvor - Modstand mod spolen 2 sensor; R.- spolenes aktive modstand ω - nuværende frekvens; L.- Induktans af sensorspolen.

Fig. 6. Ankerføler

Induktans. L., GN, spoler kan beregnes ved omtrentlig formel:

,

hvor er antallet af sving af spolen; F -tværsnitsarealet af magnetisk rørledning.

Da den aktive modstand af spoler er signifikant mindre induktiv, dvs. R.<<L.omtrent du kan tage

Omtrentlig afhængighed i \u003d F.(Δ) vist i figur 6 . Denne afhængighed er lineær i en temmelig bred vifte af GAP-ændring 6. Når den aktive modstand bliver, kan være med induktiv, er lineariteten brudt.

Sensitiviteten af \u200b\u200bden induktive sensor kan bestemmes ud fra ekspressionen (1):

Figur 7 viser et skematisk diagram af en stempelinduktiv sensor. I disse sensorer bruges induktansspolen til at ændre sin modstand, når den ferromagnetiske kerne indføres i den. En variabel strøm af industrielle (50 Hz) bruges til at drive induktive sensorer, og nogle gange højere frekvens (op til flere kilohertz).

Fig. 7. Stemplet induktiv sensor

Kapacitive sensorer En kondensator er en kapacitans, hvoraf ændringer med en ændring i den målte ikke-elektriske størrelsesorden, især bevægelsesværdien. Således er de kapacitive sensorer af inputværdien en lineær eller vinkelovergang, og udgangen er en elektrisk beholder. Eksempler på kapacitive sensorer er vist i figur 8.

Fig. 8. Kapacitive sensorer

Kapacitet FRA Flad kondensatorføler med en skiftende afstand mellem pladerne (fig. 8 men) bestemt af formlen:

hvor er den dielektriske konstant; F.- Aktivt kondensatorområde Δ - Afstand mellem pladerne.

I rækkefølge ændres sensorens sensorkapacitet med ændringen i afstand Δ mellem pladerne. Differentiel følsomhed S. D Sensor i dette tilfælde bestemmes af formlen:

.

Kapacitive sensorer med en skiftende afstand mellem pladerne bruges til at måle meget små forskydninger - op til 10-6 m. En sådan høj nøjagtighed opnås ved at dreje sensoren i brokredsløbets skulder, der drives af højfrekvent spænding.

Kapacitiv sensor med vinkelbevægelse A er vist i figur 8B . Kapaciteten af \u200b\u200ben sådan kondensator kan bestemmes af formlen:

hvor F.- det aktive område af kondensatoren med α \u003d 0; Δ - Afstand mellem pladerne.

Denne sensor har en inputværdi α, og output S.

Differentiel følsomhed:

.

Ordningen af \u200b\u200bden cylindriske kapacitive sensor er vist i figur 8B. Her varierer beholderen med den relative aksiale bevægelse af cylindre, der danner kondensatoren:

,

hvor δ er størrelsen af \u200b\u200boverlapningen af \u200b\u200bden indre cylinder udendørs; r. 1 og r. 2 - RADII, henholdsvis interne og eksterne cylindre.

Differentiel følsomhed bestemmes af formlen:

Magnetoelastiske sensorer Baseret på fænomenet af den magnetoelastiske effekt - ændring i magnetisk permeabilitet i ferrometaler med elastisk deformation. Det forenklede diagram af den magnetoelastiske sensor er vist i figur 9A . Den består af en magnetisk rørledning med en induktansspole. Med en elastisk deformation af magnetisk rørledning ændres dens magnetiske permeabilitet μ, som følge heraf ændres den samlede elektriske modstand af spolen fordi .

Nikkel-jernlegeringer anvendes normalt som magnetovel-fri sensormateriale. Afhængigheden af \u200b\u200bden relative ændring i magnetisk permeabilitet fra mekanisk stress:

inden for elastiske deformationer, vist i figur 9 .

For magnetoelastiske sensorer skelner to typer af følsomhed: elektrisk

og magnetisk

.

Total sensorfølsomhed

.

Fig. 9. MAGNETOELastisk sensor.

Fig. 10. Piezometrisk sensor

Sensoren af \u200b\u200bdenne type har høj hastighed og små størrelser. Dens væsentlige ulempe er en stor temperaturfejl, der kommer til 1% ved 1 ° C. Det gør det til at anvende særlige ordninger for at kompensere for temperaturfejl. Kredsløbet med lignende sensorer udføres fra kilden til en vekselstrøm af den forøgede frekvens (5-10 3 ... 5-10 4 Hz).

Piezoelektriske sensorerBrugt oftest til måling og styring af det hurtige tryk, deformationer osv., Baseret på en piezoelektrisk effekt. Essensen af \u200b\u200bdenne effekt består i udseendet af afgifter på krystalkanterne i dens mekaniske deformationer. I sådanne sensorer anvendes en plade (eller flere plader) almindeligt, en specielt udskåret fra tyrkalinen, kvarts eller ferronetisk saltkrystal. Titanat barium anvendes i vid udstrækning som materiale til plader.

Under force. R.langs den såkaldte elektriske akse af krystallen ved grænserne af pladen opstår elektriske ladninger q.forskellige tegn, hvis værdi bestemmes af afhængighed:

hvor k. 0 - Piezoelektrisk konstant eller modul.

Disse sensorer er generator, er en plade placeret mellem pladerne. Spændingen, der opstår mellem pladerne U.ligeligt:

hvor FRA -sensor kapacitet; FRA 0 er kapaciteten af \u200b\u200bmålekredsløbet, der er tilsluttet sensoren (ledningskapacitet, målingsenheden af \u200b\u200bmåleenheden).

Differentiel følsomhed af sensoren:

Det følger af ovenstående udtryk, at sensorfølsomheden signifikant påvirker FRA 0, hvis stigning fører til et fald i følsomheden.

For at øge følsomheden består sensoren af \u200b\u200bflere plader, der er placeret med en søjle (figur 10) og forbundet parallelt. I dette tilfælde:

hvor p -antallet af sensorplader. Fra udtrykket (4) finder vi

Sammenligning af udtryk (4) og (5) kan det konkluderes, at brugen af \u200b\u200bflere plader i piezoelektriske sensorer fører til en forøgelse af følsomheden på grund af faldet i beholderens virkning FRA 0 .

Blandt elektromachin sensorer den mest almindelige er tacogenerators. konstant og vekslende strøm. De tjener til at opnå spænding, proportional med rotationshastigheden og anvendes som elektriske sensorer af vinkelhastighed.

DC-tacogeratorer (figur 11) udføres med en excitation af en permanent magnet (figur 11A) eller fra den eksterne kilde til DC (figur 11B) . EMF Takhogenerator bestemmes af udtrykket:

hvor k E. - koefficient afhængigt af design og armaturordning F-skifte af excitation; - Hjørnehastighed.

Fig. 11. Tagsager

Med konstant excitationsstrøm (f \u003d const) emf E.afhænger kun af ankerets hastighed. Tacieneratorfølsomhed:

makeup ~ 10 mV / min -1. Karakteristika af tachogenerator E.= f (N.) vist i figur 11b . Det kan ses, at med en stigning i belastningen R. N. karakteristikken bliver ikke-lineær, og følsomheden falder.

Fotoelektriske sensorerreaktivt lys flux.Dette følsomme element indeholder fotoceller af forskellige typer. Fotoceller opkald enheder, der tjener til at konvertere lysenergi til elektrisk strøm energi.

Fotoelektriske sensorer bruges i vid udstrækning til at måle og overvåge forskellige parametre for produktionsprocesser - temperatur, væskeniveau, koncentration af gasgennemsigtighedsløsninger, til regnskab, sortering og afvisning af stykke produkter (dele, bokse osv.), For at overvåge tilstanden af overflade af kroppen i automatiske systemer, til at spore delen af \u200b\u200bdelen, når den behandles sin kontur mv.

Fotoceller på princippet om deres handling kan opdeles i to grupper. Den første gruppe omfatter fotoceller, der bruger fænomenet af en ekstern fotoeffekt, når de frigjorte elektroner forlader stoffet, dvs. Der er en elektronisk emission. Sådanne indretninger kaldes fotoelere med en ekstern fotoelektrisk effekt. Den anden gruppe omfatter fotoceller med en intern fotoelektrisk effekt. Dette kan være fotoresistance, som under lyseflowets virkning ændrer stoffets elektriske ledningsevne og fotofelementer med et låselag (ventilfotoceller), som under lysestrømmenes virkning er den egen EDC er begejstret.

Figur 12A viser en fotocellindretning med en ekstern fotoelektrisk virkning (elektrisk cellefotocell). I en glascylinder er fra hvilken luft, i en vakuum eller inert gas (oftere end argon) placeres i et vakuum eller anode. 1 og katode 2. Fotokellens anode er en cirkulær plade eller en ring, og katoden påføres på den indvendige overflade af fotocellens fotocelle i form af et tyndt lysfølsomt lag (normalt antimuno-cæsium). Ordning til optagelse af en fotocelle med et eksternt fotoeffekt er vist i figur 12 . Anode-kredsløbet indbefatter en konstant spændingskilde (150-200 V) og belastningsbestandighed R. N. . Når der lyser en fotocelle i anodkredsløb, opstår der en strøm, hvilket skaber et bestemt spændingsfald på belastningsbestandigheden.

Fig. 12. Fotocell med en ekstern fotoelektrisk effekt

Antallet af elektroner, der udsendes af PhotoEffect-kilden, er direkte proportional med lysstrømmen, der falder på metaloverfladen. Følgelig kraften i den fotoelektriske emission

hvor F - let strøm, lm; k. F - Proportionalitetskoefficient.

Følsomhed Photocell.

den måles i mikroam på lumen. I gasfyldte antimuno-cæsiumfotoceller kan følsomhed nå 150-200 μU / lm, mens i vakuuminstrumenter er det 20-30 μA / lm.

På PISA 12B viser fotocellens lysegenskaber med et eksternt fotoelektrisk fotometon, der viser afhængigheden af \u200b\u200bde nuværende kræfter i fotocellstrømmen fra den cellulære strøm.

Photoresistance er substitueret med halvlederfotovoltaiske indretninger, som bruger halvlederegenskaben til at øge den elektriske ledningsevne under lysets virkning. Ved at modtage energi fra lysfluxen passerer elektronen ind i ledningsevnen i forhold til lysstrømmenes energi uden at gå ud over halvlederen. Hvis den potentielle forskel er fastgjort til enderne af en sådan halvleder, vil kraften af \u200b\u200bstrømmen, der strømmer i dette kredsløb, afhænge af belysningen af \u200b\u200bhalvlederen. På samme tid har fotoresistorien ikke en ekstern fotoelektrisk effekt, i modsætning til fotocellerne med en ekstern fotoelektrisk effekt, og den samme udfører elektricitet i begge retninger.

Diagrammet af billedmodstandsindretningen er vist i figur 13A. På gitteret fra ledere 1 Et tyndt lag af halvleder påføres ved inddampning i vakuum 2. De mest fotosensitive halvledere er selen, svovlstallium, svovlbly, svovlbismuth og svovlkadmium. Photoresistance er monteret i et plastikhus udstyret med stifter til optagelse i kredsløbet. For at få adgang til lys til den lysfølsomme overflade i sagen, er der lavet et vindue.

Fig. 13. Fotorestation

Når gitteret ændres, ændres fotocellens elektriske modstand og strømmen JEG. F i kæden. I alle fotos prematurer, afhængigheden af \u200b\u200bden fotocurrent kraft JEG. f fra størrelsen af \u200b\u200bden lysende flux f med konstant forsyningsspænding U.har en ikke-lineær karakter og kan repræsenteres ved udtryk

hvor 0.<p. < 1.

Som det fremgår af figur 13B, med stigende belysningsfølsomhed

falls, og den største følsomhed har sådanne fotoceller med lille belysning. Men følsomheden af \u200b\u200bfotosonopiler er imidlertid meget større end fotoebeller med en ekstern fotoelektrisk effekt.

Ulemperne ved fotoreser er ikke-linearitetsegenskaber, inerti, en betydelig temperaturfejl.

Fotoceller med et låselag (ventilfotoceller: fundamentalt forskelligt fra fotoresistancen til det faktum, at at generere sensorer ikke kræver en ekstern strømkilde til deres arbejde. Takket være lysstrømens energi skaber den en EDC, som bruges at producere en elektrisk strøm i lastkæden. Således i ventilfotocellerne er der en transformation af lysenergi til elektrisk.

Et fotoklodediagram med et låselag er vist i figur 14A. Elementet består af en tynd gennemskinnelig guldfilm 1 , låsende lag. 2 , halvlederlag 3 og metalelektroder 4.

Fig. 14. Photocelent med et låsende lag

Som en halvleder bruger de kobber, selen, svovl tallium, silicium. Låselaget med passende varmebehandling er dannet på rammerne af halvlederen med guld. Besidder ensidig konduktivitet (detektering af egenskab), tillader det ikke elektroner, der er begyndt under lysstrømmen, returnerer tilbage. Som et resultat, kontaktelektroder (mellem Gold Film 1 og elektrode. 4 eMF vises. Når fotocellen er lukket på belastningsbestandigheden i den resulterende kæde, vil styrken passere JEG. F afhænger af billedet af fotocellen.

Lette egenskaber ved en fotocelle med et låselag ved forskellige belastningsværdier R. N. vist i figur 14 . Med stigende R. N. lineariteten af \u200b\u200bafhængigheden er forstyrret JEG. F \u003d. f.(F) og følsomheden af \u200b\u200bfotocellen falder.

Automatisering af produktionsprocesser kan kun gennemføres i nærværelse af moderne tekniske midler, hvis skabelse bør baseres på de nyeste resultater af videnskab og teknologi. Disse automatiseringsværktøjer omfatter sensorer, omformere, forstærkere, definerer enheder, administrerende organer mv. Alle disse enheder i automatiseringssystemer udfører en eller anden funktion, der er forbundet med objektets kontrol. Afhængigt af ledelsens art, metoden til løsning af problemer forbundet med ledelsen, kravene til enheder og andre egenskaber, kan de variere på udførelse og handlingsprincippet.

Overvej nogle sorter af de mest almindelige enheder.

Metrologiske egenskaber af sensorer definerer følgende nøgleparametre.

Sensorens statiske karakteristika er afhængigheden af \u200b\u200bændringen i udgangsværdien fra inputværdien, dvs. Y \u003d ƒ (x), hvor X er inputværdien; y - output værdi.

Sensitivitetssensor - Forholdet mellem øget af outputværdien til stigningen af \u200b\u200binputværdien, dvs. S \u003d ΔU / ΔH. Derfor er sensorens følsomhed intet andet end sensoroverførselskoefficienten.

Sensorfølsomhedstærskel - Den mindste værdi af inputværdien, som forårsager udgangen af \u200b\u200budgangssignalet. Denne parameter er forbundet med ufølsomhedszonen, dvs. zonen, inden for hvilken i nærvær af indgangssignalet ved sensorens udgang mangler.

Sensor inertia.- Tid, hvor udgangsværdien tager en værdi svarende til inputværdien.

Af signalkvitteringen fra den målte værdi af sensorerne adskilt af parametrisk, hvor ændringen i den målte værdi forårsager en ændring i en hvilken som helst parameter (for eksempel en ændring i modstand, tryk, induktans osv.) Og generator, hvor ændringen i den målte værdi forårsager signalgenereringen (udseendet af termo-emfs, fotokurvent og etc.). Generator sensorer kræver ikke en fremmed energikilde.

Ved karakteren af \u200b\u200bafhængigheden af \u200b\u200budgangssignalet fra indgangen skelner sensorerne: Proportional, som udgangssignalet er proportional med den målte værdi; ikke-lineær, hvor udgangssignalet er ikke-lineært, afhænger af indgangssignalet; relæ, hvor udgangssignalet ændrer hoppy; cyklisk, hvor udgangssignalet er proportional med den målte værdi, eller den er ikke-lineært afhængig og gentager cyklisk; Puls, hvor ændringen i indgangsværdien forårsager udseendet af signaler (impulser), hvoraf antallet er proportional med den målte værdi. Kredsløbene til at tænde for måling og konvertering af sensorens elementer kan være differentieret, kompensation, bro osv.

Efter type signalkonverteringssensorer kan være: elektrokontakt, hvor den mekaniske kraft omdannes til et elektrisk signal; induktiv, hvor ændringen i magnetisk permeabilitet forårsager en ændring i induktans; Fotoelektriske, hvor lyssignalet omdannes til elektrisk; Tensometric, hvor den mekaniske kraft forårsager en ændring i resistens; Hydraulisk, hvor de mekaniske kræfter omdannes til et hydraulisk signal, og så videre.

På destinationen i automatiske styresystems sensorer Det er muligt at opdele sensorer af stien og position, hastighed, effekt, vinkelposition eller vinkel på mismatch osv. Da sensorerne kan betragtes som sammensatte elementer af styresystemer, er det mere bekvemt at klassificere dem for deres tilsigtede formål .

Sensorer af arbejdsorganernes sti og stilling Tilvejebringe oprettelsen af \u200b\u200bstyresignaler afhængigt af den tilbagelagte sti eller positionen af \u200b\u200barbejdsorganerne i det administrerede objekt.

Electro kontakt sensorer Tilpas den endelige, måde skifter, mikroswitches (figur 2). Sensorerne har stænger eller håndtag 2, der påvirker transmissionsmekanismen til kontakter 1. Princippet om drift af sensorerne er baseret på, at de er installeret på de faste dele af arbejdsorganerne i en bestemt position og de bevægelige arbejdstagere på Hvilke kameraer forstærkes ved at nå den angivne position, påvirker sensorer, hvilket får dem til at udløse.

Der er også elektrokontaktdimensionelle sensorer (Grænse eller amplitude), som som rejser, er forskydningssensorer. Anvend enkelt- og multi-power sensorer. To-permanent håndtagssensor (figur 2, G) består af et hus 2, hvor måle stangen 1 er placeret i cylindriske ærmer. Et tip 13 er installeret på stangen for at kontakte den målte del. Ovenfra i tilfælde er der et hul, hvor tællingen er sat til hovedet 9. Placeringen af \u200b\u200baflæsningshovedpilen justeres ved at justere møtrikken 12 med mikrotader. En klemme 10 blev installeret på stangen med en fjeder 11, hvilket skabte et målingsmåling. På blokken 5 med korsformet fjeder 4 styrkes armen 6 med bevægelige kontakter 8. De tuningskontakter presset ind i enderne af mikrometriske skruer 3 justeres ved hjælp af reservationer deponeret på dem. Målegrænsen for sensorerne er 1 mm, begrænsningsfejlen er ± 1 μm.

Kendte elektrokontaktdimensionelle sensorer til måling af store forskydninger med høj nøjagtighed. Elektrokontaktdimensionelle sensor - Kodekonverteren (figur 3) - består af seks kontaktplader, ifølge hvilke kontaktbørster bevæges, fremstillet i form af stålkugler, der frit roterer i stålmuffer med klemfjedre. Børster er monteret på aksler, der er forbundet til en gearoverførsel med et gearforhold på 1:10. For at forhindre slid på børster og kontaktplader anvendes en elektromagnet, som tager børster ved en høj rotationsfrekvens af indgangsakslen (under bevægelse over lange afstande).

For den yngre udladning anvendes ti børster tilsluttet til hinanden og placeret på en ikke-smal skala, hvilket gør det muligt for os at opdele cirklen i nærværelse af 10 børster og kontaktplader til 100 divisioner (hvilket tillader den yngre udladningens evne) . Den nuværende forsyning til børsterne i den yngre udladning fremstilles gennem et segment af en TN-længde, hvilket er tilstrækkeligt til at sikre konstant kontakt af børsten med segmentet. Følgelig drejer børsterne i det første og det andet cifre til omsætningsskiftet, den tredje - for hele hastigheden og den fjerde - sjette - henholdsvis snesevis, hundrede og tusindvis af omdrejninger. Sensorfejlen er 0,05 mm.

Induktive sensorer. Princippet om deres handling er baseret på forandringen i induktansen af \u200b\u200bspolen med et bevægeligt anker på grund af en ændring i magnetisk permeabilitet. Induktive sensorer, såvel som elektrokontakt, kan anvendes som sensorer af stien eller positionen og som dimensionel (figur 4). Hvis du flytter et anker 1 (fig. 4, a) af sensoren, vil luftgabet ændre sig, at det vil medføre en ændring i induktansen af \u200b\u200bviklingen Ω D. Nuværende strøm i kæden af \u200b\u200bsensorviklingen:

hvor Z er den samlede modstand af kæden; U P-spændingsforsyningssensor; R er den aktive modstand af kæden; X l \u003d 2πƒl. - Induktiv snorningsmodstand.

Hvis U P, R, ƒ er konstant, så er den nuværende I styrke i spolen, og derfor spændingen U vil være proportional med luftgabet, det vil sige U ≡ I ≡ Kδ. Sensorer opererer ved hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsnetværket 50-5000 Hz.

Induktiv differentialstørrelsessensor (Fig. 4, 6) består af to spoler 2, 4, på hvilke viklinger forbundet med differentialeskema eller i målernes skuldre er placeret. I spolerne er der en kerne 3, der er forbundet med en målestang 1, som er i kontakt med den målte overflade. Med den midterste position af kernen, dvs. ved δ 1 \u003d δ2, er parametrene af spolerne de samme, derefter I 1 - I2.Da viklingerne er forbundet med en differentiel skema, er signalet ved sensorens udgang nul, GE u \u003d U 1 - U 2 \u003d 0. Når kernens position ændres, når Δ1 \u003d Δ2, viklingen Induktansændringer, derefter I 1 \u003d I 2, I 1\u003e I 2 eller I 2\u003e I 1. Signalet vil være proportional med kernens bevægelse, og dets tegn vil bestemme bevægelsesretningen.

I induktive differentieringstransformatorfølere ændrer hinandens position (stemplet), ændrer gensidigt induktion mellem de primære og sekundære viklinger, hvilket forårsager, at ændringen i den inducerede EMF i sekundære viklinger.

Den kontaktløse slidsede induktive BVK-sensor (figur 4, C) har to ferritkerner med viklinger placeret på dem. Kerner og alle sensorelementer undtagen K1-relæet placeres i en drop-i tilfælde. På en kerne er der konturvikling w k og den positive feedback w ps, på en anden kerne - viklingen af \u200b\u200bden negative feedback w o.s.

Et sådant magnetisk kredsløb eliminerer virkningen af \u200b\u200bfremmed magnetiske felter. Feedback viklinger er inkluderet i konsekvent og mod hinanden. Værdien af \u200b\er sådan, at svingninger i kredsløbet w k - NW ikke forekommer.

Når den indføres i kløften af \u200b\u200baluminiumskærmen, som bærer et bevægeligt arbejdsgruppe, er forbindelsen mellem viklingen W til og W.s, svækkelsen, og der opstår generering. En variabel strøm vises i kredsløbet w k - Sz, som inducerer EMF i spolen W.s. I transistorens bundkredsløbVT1 detekteres af den variable komponent af basisstrømmen.Transistoren åbner, hvilket forårsager omskifterrelæet K1. For at stabilisere transistorens drift under svingninger i temperatur og spænding tjener en ikke-lineær spændingsdeler bestående af et lineært element - en modstand R1, en halvledertermistor R2 og en VD2-diode. Svaret på svaret er 1-1,3 mm. I industrien anvendes også andre kontaktfri switche, som afviger i en konstruktiv opløsning eller signalomdannelseskredsløb.

Induktive impuls dimensionelle sensorer var ret udbredt for at måle lineære bevægelser. Sensoren (fig. 5) består af en stålhjulsskala 1 med et trin af tænder T1 og to træk A og B, der hver indeholder to P-formede kerne 2 med tænder på enderne (trin T2). Tænderne på en kerne af hver puller forskydes mod tanden af \u200b\u200ben anden kerne eftermiddag T 1. I hver træk er der en fælles primær vikling 3 og to adskilte sekundære viklinger 4, som er inkluderet på en sådan måde, at de konstante komponenter i strømmen trækkes fra hinanden.

For at opnå et elektrisk signal, mindre end trin t 1 og kort, påføres tænderne på trækkerne med et trin T2, hvilket er mindre end trin T 1 og Katten ham. For at bestemme bevægelsesretningen skiftes trækens tænder i forhold til pulleren og en fjerdedel af det oprindelige trin T 1. Takket være denne forskydning er det også muligt at få prisen på pulsen svarende til en fjerdedel af trinnet T 1. Sensoren drives af en nuværende frekvens på 20-25 kHz, hvilket sikrer normal drift med eventuelle hastigheder. Sensorer fremstilles med en pulspris på 0,05 og 0,02 mm. Der er også induktive sensorer af denne type, hvor stålskruen påføres i stedet for gearskalaen, og trækkernen er lavet i form af semiaksler. Med den progressive bevægelse af tætningerne i forhold til skruen eller når skruen roterer, ændres den magnetiske modstand af spalten, hvilket fører til en ændring i EMF i sensorviklingerne.

Phazoimpulse induktiv dimensional sensor DLM (Fig. 6) består af hoved 1, reference 3 og takting 4 sensorer. Sensor OS's hovedsignal fremstilles på grund af den periodiske modulering af den magnetiske flux af F, der er skabt af magnetiseringsspolerne 2 i magnetsystemet dannet af skruerne 5 i trin på 5 og tandskinnen 7. Den periodiske modulering af F-strømmen skyldes den periodiske ændring i clearance-konfigurationen mellem skruens sideoverflade og tandskinnen med kontinuerlig rotation af skruen, som drives af en synkronmotor 6. Samtidig styres den sekundære vikling af sensoren af \u200b\u200bEMF E O.S. Når tandrinnen skiftes, som er fastgjort på et bevægeligt arbejdsorgan, forskydes hovedsignalet over afstanden, hvilket svarer til E` OS-signalet (figur 7). For at bestemme den oprindelige fase af det primære signal tjener en cirkulær magnetisk tandkonverter 3 (se figur 6), som frembringer et signal E 0, uafhængigt af stillingen af \u200b\u200btandskinnen.

For at måle faseskiftet af hovedsignalet EOS i forhold til referencen e af et bestemt antal pulser tjener en cirkulær magnetisk tandomformer 4 (takting sensor). Rotoren styrkes på den samlede akse; Signalet for denne konverter (takting) E T har en periode på 50 gange den mindre periode af hoved- og referencesignalerne, og er stift bundet til tiden til referencesignalet.Derfor er faseskiftet mellem hoved- og referencesignalet Δφ \u003d (360 ° / 100) N, hvor 100 er antallet af perioder af klokkensoren ved en periode af referencesignalet; N er antallet af klokke halvperioder.

I betragtning af at den fulde periode af faseforandring svarer til bevægelsen med et trin af en tandet foranstaltning svarende til 1 mm, kan bevægelsen ΔL bestemmes af antallet af kloghalvperioder, dvs. ΔL \u003d (1 mm / 100) n, hvor n - 1, 2, 3, ..., 100. Den mindste bevægelse værdi, der kan registreres (forskydning) svarer til n \u003d 1, derfor I \u003d 1 mm / 100 \u003d 0,01 mm.

Roterende (roterende) transformatorer. På stator og rotor af den roterende transformator placeres i to fordelte viklinger, hvis magnetiske akser er gensidigt vinkelret på (figur 8, th). Rotoren af \u200b\u200bden roterende transformator kan drejes i en vis vinkel, vilkårlig i forhold til statoren.

Princippet om drift af den roterende transformator er baseret på ændringen i de gensidige induktionskoefficienter mellem statorviklingerne og rotoren, når rotoren roterer. Som en vinkelføler anvendes Sine-substituerede roterende transformatorer (SCBT), hvor afhængigheden af \u200b\u200bgensidige induktionskoefficienter fra rotorrotationsvinklen er karakteriseret ved sinusoider og cosinider og lineære roterende transformatorer (LWT), som har specificeret afhængighed lineær.

Afhængigt af inklusionskredsløbet kan udgangssignalet fra den roterende transformator være en amplitude af vekslende spænding eller faseskiftvinklen mellem spændinger. Følgelig kaldes driftsmåden for den roterende transformator amplitude eller phasemator-tilstand.

I amplitude-tilstanden af \u200b\u200bden roterende transformator på en af \u200b\u200brotations (eller stator) viklinger tilføres en konstant spænding - excitationsspænding. På samme tid opstår der en pulserende magnetisk flux, hvis akse falder sammen med viklingsaksen under excitationsspændingen. Denne strømning inducerer i de sekundære viklinger af statoren (eller rotoren) af EMF, proportional med sinus eller cosinus af drejningsvinklen (for SINα, E1 \u003d E 2max COSa, hvor E 1, E2, den Aktive værdier af EMF induceret i sekundære viklinger; E 1max, e 2max - maksimal værdi. EMF i sekundære viklinger (med tilfældigheden af \u200b\u200bexcitationsviklingsaksen med den sekundære viklingsakse).

Lineære roterende transformatorer er sinus roterende transformatorer, hvis viklinger omfatter i henhold til en særlig ordning.

I faseinspektøren (fig. 8, b) Brug scwt. Statorviklinger er inkluderet i systemet med to forsyningsspændinger med en faseforskydning 90 °: U 1 \u003d U MAX SINΩT, U 2 \u003d U MAX COOSΩT. På grund af dette forekommer der et cirkulært roterende magnetfelt, der bevæger sig i rummet med en vinkelfrekvens Ω. Samtidig induceres EMF i SKVT's roterende viklinger, som har samme frekvens, men skiftet i fase i forhold til forsyningsspændingen til en vinkel, som afhænger af hjørnet af rotoren af \u200b\u200brotoren af \u200b\u200bscwt :

Således i faseinspektørens tilstand er SCWT en sensor omdannelse af en rotationsvinkel til den fasevinkel af sinusformet spænding.

For at øge konverteringsnøjagtigheden anvendes roterende transformatorer med elektrisk reduktion. Princippet om elektrisk reduktion ligger i, at over en lille rotationsvinkel af rotoren af \u200b\u200bamplitude eller fase af udgangsspændingen varierer med en periode, og når rotoren drejes ved 360 °, er antallet af perioder lig med den elektriske reduktionskoefficient. Induktionsgenkendelser og indcovens opnåede den største spredning af roterende transformatorer med elektrisk reduktion.

Lineær indctocyne. (Fig. 9) består af et sæt målingskalaer 1 og en skyder 2 monteret på arbejdsorganerne.

Induktansmåleskalaen forstærkes på den faste del og er en stållinie, på hvilken en zigzagvikling med et trin på 2 mm påføres på det passende isolerende substrat. Clear 2, beriget på den bevægelige del, er anker og består af to af de samme, men kortere viklinger skiftes med 1/4 trin i forhold til hinanden. Et cyklisk signal induceres ved udgangen af \u200b\u200bviklingen af \u200b\u200bankeret. Antallet af cyklusser bestemmes af antallet af trin, der er gået. I industrien skal du også bruge cirkulære induktorer.

Fotoelektriske sensorer (Fig. 10, A) er en konventionel fotoele installeret på arbejdsorganerne i en bestemt position. En bevægende arbejdsgruppe (DRO), flyttet til den indstillede position, skærmen afbryder lysstrømmen F, hvilket forårsager afspilning af fotowork (FR). Industrien bruger også dimensionelle fotoelektriske sensorer. Den dimensionelle sensor (figur 10, b) består af en disk, der er forbundet til DAR. Der er slagtilfælde eller slots på disken med et bestemt trin t. Når arbejdsgruppen af \u200b\u200bslagtilfælde på disken afbrydes af lysstrømmen F, hvilket forårsager udløsningen af \u200b\u200bfotowork. Målt bevægelse ΔL \u003d nt, hvor n er antallet af afspilning af fotowork; T - Side Division Pris. Der er sensorer, hvor linjal med anvendte slagtilfælde anvendes som målingskalaer.

Hydrauliske sensorer repræsenterer den sædvanlige kontrol af stempel- eller kranetypen (figur 11, A). Princippet om deres handling er baseret, at flytende arbejdstagere, som cams eller stopper, placeres 1, når den situation, hvor sensoren er installeret, påvirker den, hvilket forårsager udledning. Kontrolsystemet giver et signal til aktuatoren (hydrations),

Pneumatiske sensorer Tilsvarende fremstilles hydraulik i form af pneumatiske distributører af kranetypen (figur 11, b), chokes eller ventiler. Størrelsen af \u200b\u200bde pneumatiske differentialfølere af membran og bælge type med en elektrokontakt udgang var udbredt.

Sensorer af vinkelpositionen Opret et styresignal afhængigt af vinkelpositionen eller vinkel på mismatch mellem arbejdsorganerne.

Potentiometrisk sensor. (Fig. 12) består af P1- og P2-potentiometre, som er forbundet parallelt med den totale effektkilde U P. De bevægelige kontakter af K1 potentiometre, K2, er konstrueret mekanisk med (ZPO) og Executive (Pro) af Arbejdsorganer. Spændingen fjernet fra de bevægelige kontakter af potentiometre er spændingen af \u200b\u200bsignalet U C. Med den aftalte position af arbejdsorganerne (de bevægelige kontakter er i samme position), når α - β, signalspændingen er nul. I tilfælde af en mismatched position, når α ≠ β, er signalet ved sensorens udgang ikke nul, dvs. u C ≠ 0. Desuden vil signalet være proportional med vinkel af mismatch, dvs. u C \u003d a - β, og signalskiltet bestemmer retningen af \u200b\u200bmismatchen (u C ≠ 0 betyder, at du c\u003e 0 eller u c< 0, т. е. сигнал соответственно положительный или отрицательный).

Sels. Seler er transformatorer med aERIAL GAPSom, når rotoren roterer rotoren, forekommer en glat ændring i EMFs værdi, induceret i rotorviklingen. Selerne betjenes normalt i et par: Selusin associeret med slavakslen kaldes eluktinmodtageren, og forseglingen er forbundet med den førende aksel, er eliminator-sensoren (fig. 13).

Enfase salcinvikling er placeret på statoren og trefaset - på rotoren. Den trefasede vikling består af tre spoler forskudt i forhold til hinanden med 120 °. De er lagt i rotorens riller og er forbundet til stjernen. Enderne af viklingens (1f, 2f, CF) fjernes ved tre kontaktringe placeret på rotorakslen.

Der er to tilstande af eliminationerne. I det tilfælde, hvor et par af signeringer anvendes til fjernoverførsel af vinkelbevægelser, kaldes tilstanden indikator (indikator) (Fig. 13, A). Primære enkeltfasede kølere er forbundet til et enkeltfaset vekslende strømnetværk, og sekundære trefasede viklinger er forbundet til hinanden. Med samme position af elimineringsrotorerne i forhold til staterne i viklingerne af rotorer strømmer strømmen ikke.Hvis tætningssensoren (SD) drejer til en vis vinkel, vil alle EMF af munding af elimineringerne blive bevæget af fase. Som et resultat af faseforskydningen opstår der en EDF-forskel, hvilket forårsager strømmen af \u200b\u200budlignede strømme på rotorvindene. Når rotorstrømmen interagerer med statorfeltet i fuglemodtageren (SP), oprettes et roterende øjeblik under den handling, som forseglingsmodtagerrotoren roterer, indtil EDC-ligevægten igen genoprettes. Som følge heraf vender Agrasin-modtagerrotoren den samme vinkel, som Segust-sensorrotoren blev drejet.

Den anden mulige driftsmåde af eliminerne er transformer (figur 13, b). I modsætning til indikatorfunktionen i transformertilstand til AC-netværket er kun en enkeltfaseforing af tætningssensoren tilsluttet, og en enkeltfase essay-modtagervikling er en udgang: Et signal fjernes, den forholdsmæssige vinkel på mismatching af landbrugsparens inkrementelle rotorer og kommer ind i indgangen til sporingsdrevsystemet eller den udøvende mekanisme.

Hastighedssensoreropret kontrolsignaler afhængigt af hastigheden. Den bredere fordeling i maskinteknik modtog sensorerne beskrevet nedenfor.

Tacogenerators. Tjene til at måle rotationsfrekvens. Afhængigt af den type strøm, konstante og vekselstrømsstrøm tachogeneratorer skelnes. DC Tach generatorer adskilles ved en excitationsmetode på tachogeneratorer med excitation af permanente magneter (figur 14, A) og med elektromagnetisk excitation. Disse og andre er en lille DC-maskine. Spændingen på ankerklemmerne er proportional med rotationsfrekvensen af \u200b\u200bankerakslen, dvs. E \u003d U \u003d K E pH Ω, hvor E er EDC, induceret i ankerviklingen; F - strømmen af \u200b\u200bexcitation K E - Maskinkonstruktiv koefficient. I betragtning af at excitationsstrømmen er permanent, kan den skrives: U \u003d k tg Ω, hvor k tg \u003d k e f.

Ifølge princippet om virkningen af \u200b\u200bTahoge generation af AC er de opdelt i synkron og asynkron. Asynkron tachogenerator blev opnået bredere fordeling. Designet af den asynkron tachogenerator svarer til designet af en tofaset asynkron motor (figur 14, b). Tachogeneratoren har to viklinger: Excitationsvikling af OB- og udgangsviklingen. Ved drejning af rotoren i udgangsvindingen styres EMF, proportional med rotationshastigheden, dvs. E \u003d K tg U B Ω, hvor K Tg er en strukturel koefficient for tachogeneratoren; U B - Excitation viklingsspænding; Ω - rotorrotationsfrekvens.

SPEED CONTROL RELAY (RKS) (Fig. 14, C) består af en permanent magnet 3, som er placeret på akslen (indgangssignalet) såvel som ringe 4, hvor typen "Beliche Wheel" -type er placeret. På en anden aksel forbundet til ringen er pusheren 1 placeret, som påvirker kontaktgruppen K.1, K2, som returneres til sin oprindelige position under virkningen af \u200b\u200bfjedre 2 og 5. Ved drejning af RCA-akslen fører den roterende magnet i viklingen placeret i ringen, EMF. Strømmen, der passerer over viklingen, interagerer med den magnetiske flux af den roterende magnet, som et resultat, er der skabt et drejningsmoment, som, der drejer ringen med skubberen, påvirker kontakterne og får dem til at udløse.

POWER SENSORS. Giv oprettelsen af \u200b\u200bkontrolsignaler afhængigt af de kræfter, der er oprettet i arbejdsorganerne.

Elektromekaniske sensorer. En af de typer af elektromekanisk kraftsensor (fig. 15, A) er en kamkobling 2 med afskårne tænder, lukning under virkningen af \u200b\u200bfjeder 3. Et af semumuth'en sidder på akslen med en glidende nøgle. Alumptaen gennem håndtaget 4 påvirker mikroswitch 1.I tilfælde af en given styrke af skiftet forårsager skiftet i blandingen gennem håndtaget på mikrokontakten, at den udløser det.

Nuværende relæ(Fig. 15, b) består af en nuværende spole 1, håndtag 2 og kontakter K1, K2. Den nuværende spole er inkluderet i kredsløbet af elmotoren, hvilket fører til arbejdsorganets bevægelse, hvis styrke styres. Med en stigning i kraft i arbejdsorganet øges motorstrømmen, hvilket fører til en bevægelse af arbejdsorganet, hvilket igen forårsager en stigning i den nuværende styrke i den nuværende hjulspole, og den elektromagnetiske kraft F af Nuværende spole bliver større end fjederens kraft 3F pr (fjederstyrke er installeret ved hjælp af en justeringsskrue).Håndtaget vil forekomme, som, der påvirker kontakterne, vil udløse dem.

Tensometriske sensorer Modstand er designet til at bestemme elastiske deformationer (stretching, kompression, bøjning og drejningsmoment) dele af maskiner og strukturer i lineær og fladcirkret tilstand, når de udsættes for statiske og dynamiske belastninger.

Grundlaget for sensorens design (fig. 15, C) er konstantantråden med en diameter på 0,01-0,05 mm, der er sammensat af et zigzaggitter mellem de limede strimler af papir eller film.

For at måle deformationer limes sensoren til overfladen af \u200b\u200bden målte del.

Når det udsættes for testelementet eller udformningen af \u200b\u200beventuelle deformationer, f.eks. Stretching, vil sensortråden strække sig. På samme tid på grund af en stigning i længden l af tråden af \u200b\u200bspændingsmåleren og reducerer dens tværsnit S, øges trådmodstanden R \u003d PL / S. Denne modstand er sensorens udgangsstørrelse. En sådan deformation er vist i figuren med en fast pil. Hvis deformationen sendes som vist i figuren af \u200b\u200ben stiplet pil, er ledningen af \u200b\u200bbelastningsmåleren i bøjningsstederne endnu mere bøjning. Længden og tykkelsen af \u200b\u200bledningen er praktisk taget ikke ændret, sensormodstanden ændres ikke. Dette viser, at deformationen af \u200b\u200ben sådan retning ikke måler sensoren. Ud over ledning er der stadig stamme målere, hvor det ledende element er fremstillet af en folie med en tykkelse på 4-12 mm. Sammenlignet med ledningernes ledninger er disse sensorer signifikant højere, derfor forøges følsomhedsfølsomheden.

Piezoelektriske sensorer For at måle kræfterne er en kvartsplade 1 (fig. 15, d). På begge sider sprøjtes det eller limes med ledende limelektroder 2, hvorfra fjernet udgangsspænding.

To elektroder og kvarts dielektriske form en kondensator, på elektroderne, hvoraf der er elektriske ladninger, der opstår på grund af en direkte piezoelektrisk virkning, når den komprimeres af en kvartplade.

Den elektriske ladning er proportional med kompressionskraften P: q \u003d αr, hvor α er en proportionalitetskoefficient kaldet piezomodul. Under virkningen af \u200b\u200bden skiftende kraft P på sensorelektroderne vises udgangsspændingen U vises \u003d Q / (med D + S M) \u003d α / (med D + S M) P, hvor med D-sensorkapacitet; C M - Monteringskapacitet. Sensorernes udgangsspænding varierer fra Millivolt-enhederne til enheder af Volt.

Trykknap (Fig. 16). Ændring af belastningen i arbejdsorganerne forårsager en ændring i trykket i hydrauliksystemet (HS) og følgelig ændringen i trykket i planet og sensoren, som er forbundet til hydrauliksystemet. Der er en bøjning af membranen 1; Med denne håndtag 2, klemmer fjederen 3, vender og virker på mikrokontakten 5, hvilket får den til at udløse. Relæets effekt kan indstilles ved hjælp af en justeringsskrue 4. Beskyttende trykrelæer anvendes også i form af en afløbsventil.

For at opnå en høj følsomhed af trykføleren anvendes en stor krystal med en kompleks struktur sædvanligvis. Men sådan en struktur fører til, at tyngdekraften og vibrationer har en mærkbar effekt på sensoren. Hvordan kan du undgå disse modsætninger?

Allsensors Trykføler Krystaller Brug Collinear Beam2 proprietær teknologi registreret som coteam² ™. Denne teknologi har begået et gennembrud på området at skabe piezoresistive sensorer i forhold til konventionel siliciumdeformationsteknologi. Teknologi COVEAM² ™ giver dig mulighed for at få et højt niveau af følsomhed af trykføleren, som tidligere krævede en kompleks struktur og en enorm krystal topologi. På grund af eliminering af en kompleks struktur reduceres virkningerne af tyngdekraften og vibrationer signifikant.

Allsensors producerer fire sorter af tryksensorer:

• med grundlæggende udgang (ikke-kompenseret sensor),
• med MV output (kompenseret sensor),
• med forstærker,
• med digital udgang.

Grundlæggende sensorer giver ikke-kompenseret og ubetydet MV udgangssignal. Disse sensorer har et uforarbejdet udgangssignal uden at kompensere fejl, for eksempel, såsom effekten af \u200b\u200btemperaturen. Når du bruger grundlæggende sensorer, tilføjer OEM-producenterne normalt deres kompensationsordning. Grundlæggende sensorer er lavt budgetløsninger, som oftest opfylder kravene til OEM-producenter.

Allsensors tilbyder også sensorer med kompensation og kalibreret MV-udgang. Disse sensorer har en termokering og forskydning og skala kalibrering, som gør det muligt at opnå mere præcise data. Derudover frigiver producenten sensorer med et forstærket udgangssignal. Denne type sensor er egnet til løsninger, der ikke har sin egen forstærker, og som af en eller anden grund, for eksempel et fald i overordnede dimensioner eller strømforbrug, kan ikke installeres på gebyret.

Og endelig producerer producenten digitale udgangssensorer. Sensorer med termokompensation fås i tre temperaturområder:

• kommerciel (5 ⁰C ... 50 ⁰C),
• industrial (-25 ⁰C ... 85 ⁰C),
• militær (-40 ⁰C ... 125 ⁰C).

Om virksomheden: Allsensors specialiserer sig i produktion af tryksensorer med vægt på lavtrykssensorer til medicinske og industrielle applikationer. Rækkevidde af måling af trykket af produkter fra 0,01 til 150 psi.

At kommentere materialerne fra webstedet og få fuld adgang til vores forum, du har brug for tilmeld .

• En meget nyttig nyhed med hensyn til tilstedeværelse af sensorændringer med kompensation, indledende kalibrering og digital parring. Jeg er bare ikke enig i, at den erklærede teknologi kan betragtes som et gennembrud. Grundårsagen til tilstedeværelsen af \u200b\u200ben "stor krystal med en kompleks struktur" i halvlederstamme-målere er behovet for at kompensere for den ikke-linearitet af temperaturegenskaberne og de elastiske egenskaber af de strækninger. Derudover er disse egenskaber i arbejdsområdet for deformationer og temperaturer meget flydende fra prøven til prøven på scenen p-N formation overgange. Derfor dannet de indviklede mønstre dannet i sensorens flade struktur. Jeg har et par indenlandske Corpus-stakes C50 med lager og uden (forskydningssensorer og tryksensorer). Så vidt jeg ved, bruges de til NPP'er og andre ansvarlige arrangementer af ACS, eventuelt i militæret. I stedet for klassiske diffusions tesororer på en halvleder anvendes siliciumteknologi på safir der (jeg kan være forkert, en anden dielektrisk kan anvendes). Indenfor - kunstværket (som forstår)! De karakteristiske dimensioner af "krystal" af sensorpladen er et sted 5 * 5 mm med en tykkelse af et sådant substrat 0,05-0,1 mm. "Indenfor" er en gennemskinnelig plade en hel "by" af mikrometer siliciumfilm dyrket på overfladen. Dette generelt smykker tyndt arbejde, Det er muligt at overveje lang tid gennem et forstørrelsesglas. Fire konklusioner fejes op til huset på den gyldne ledning. Drevet. Metrologiske egenskaber er meget høje. Under alle omstændigheder er det mest interessante signal-til-støjforhold for os på mikrometerbevægelsen af \u200b\u200bstangen 10 gange bedre end de indikatorer opnået på stativet med almindelige stamme Gerastors og alternative sensorer på magnetisk følsomme chips. Desværre er der ikke noget højopløsningskammer ved hånden for at fotografere selve krystal. Eksternt se ud som denne http://icm-tec.com/index3_14.htm (den anden linje i tabellen nedenfor). Ligesom påfyldning af safir sensorer anvendes i vid udstrækning i termisk kraft. Men denne udvikling er næsten 30 år siden, sandsynligvis med uendelige støtter af mini dem (jeg kender ikke status for spørgsmålet). Jeg er overbevist om, at der altid er mulighed for at finde OEM-komponenter med nok høj klasse Nøjagtighed for en bestemt opgave. Spørgsmålet om "revolutionerende" teknologi som sådan er altid et spørgsmål om værdi. I den forstand ville det være nyttigt at sammenligne løsninger af visse producenter af stamformere inden for rammerne af den specificerede klasse af nøjagtighed. Men der var ingen sådanne "sektioner" af markedet.

nyheder

Automatisering af forskellige teknologiske processer, effektiv styring af forskellige aggregater, maskiner, mekanismer kræver mange målinger af forskellige fysiske mængder.
Sensorer (i litteraturen omtales ofte som måling af transducere), eller på en anden måde er sensorer elementer af mange automatiseringssystemer - ved hjælp af dem modtage oplysninger om parametrene for det kontrollerede system eller enheden.
Sensor. - Dette er et element i et måling, signal, regulerings- eller styreenhed, der konverterer en kontrolleret værdi (temperatur, tryk, frekvens, lyskraft, elektrisk spænding, strøm osv.) Til et signal, praktisk til måling, transmission, opbevaring, Behandling, registrering, registrering og undertiden for at påvirke dem på administrerede processer. Eller enklere, sensoren er en enhed, der konverterer indgangseffekten af \u200b\u200benhver fysisk værdi i et signal, der er praktisk til yderligere anvendelse.
De anvendte sensorer er meget forskellige og kan klassificeres af forskellige funktioner:
Afhængigt af arten af \u200b\u200binput (målt) værdi Skelne: Mekaniske forskydningssensorer (lineær og vinkel), pneumatiske, elektriske, flowmålere, hastighedssensorer, acceleration, indsats, temperatur, tryk mv.
I øjeblikket er der omtrent følgende fordeling af andelen af \u200b\u200bmålinger af forskellige fysiske mængder i industrien: temperatur - 50%, forbrug (masse og volumetrisk) - 15%, tryk - 10%, niveau - 5%, mængde (vægt, volumen ) - 5%, tid - 4%, elektriske og magnetiske værdier - mindre end 4%.

Produktion I hvilken indgangsværdien omdannes, kendetegnes de ikke-elektriske og elektriske midler: DC-sensorer (EMF eller spænding), AC amplitude sensorer (EMF eller spænding), AC-frekvenssensorer (EMF eller spænding), modstandssensorer (aktiv, induktiv eller kapacitive) og etc.
De fleste sensorer er elektriske. Dette skyldes følgende fordele. Elektriske målinger:
- Elektriske værdier overføres hensigtsmæssigt til afstanden, og transmissionen udføres ved høj hastighed;

De elektriske værdier er universelle i den forstand, at eventuelle andre værdier kan omdannes til elektrisk og omvendt;

De er netop omdannet til digital kode og giver dig mulighed for at opnå høj nøjagtighed, følsomhed og målhastighed.

Ved handlingsprincippet. Sensorer kan opdeles i to klasser: generator og parametriske (modulator sensorer). Generator sensorer transformeres direkte til et elektrisk signal.
Parametriske sensorer Indgangsværdien konverteres til en ændring i en hvilken som helst elektrisk parameter (R, L eller C) af sensoren.
Ifølge driftsprincippet kan sensorerne også opdeles i ohmic, robust, fotoelektrisk (optisk-elektronisk), induktiv, kapacitiv og D.R.

Tre kvaliteter af sensorer skelner:

Analoge sensorer, dvs. sensorer, der genererer analogt signal, proportional med ændringen i indgangsværdien;

Digitale sensorer, der genererer en puls-sekvens eller binært ord;

Binære (binære) sensorer, der producerer et signal kun to niveauer: "Aktiveret / Fra" (med andre ord, 0 eller 1); De blev udbredt på grund af deres enkelhed.

Krav til sensorer:

Entydig afhængighed af outputværdien fra input;

Stabilitetsegenskaber i tide;

Høj følsomhed;

Små størrelser og vægt;

Ingen omvendt effekt på den kontrollerede proces og på den kontrollerede parameter;

Arbejde for forskellige forhold operation;

Forskellige installationsmuligheder.

Parametriske sensorer.

Parametriske sensorer (Sensors-modulatorer) X-indgangsværdien konverteres til en ændring i en hvilken som helst elektrisk parameter (R, L eller C) af sensoren. Overfør en ændring i de listede sensorparametre uden et energisignal (spænding eller strøm) ikke er muligt. For at identificere ændringen i den tilsvarende sensorparameter kun og kan omdanne sensoren til strømmen eller spændingen, siden de angivne parametre og karakteriserer denne reaktion. Derfor kræver parametriske sensorer brugen af \u200b\u200bspecielle måle kredsløb med en konstant eller vekslende strøm.

Ohmic (resistive) sensorer - Driftsprincippet er baseret på ændringen i deres aktive modstand, når den ændres længden L, området for tværsnit S eller resistivitet P:

R \u003d pl / s

Derudover anvendes afhængigheden af \u200b\u200bværdierne af aktiv modstand fra kontakttrykket og belysningen af \u200b\u200bfotoceller. I overensstemmelse hermed er ohmic sensorer opdelt i: kontakt, potentiometrisk (nitning), stamme modstand, termistor, fotoresistor.

Kontakt sensorer - dette er ensat visning Modstande sensorer, der konverterer transmissionen af \u200b\u200bdet primære element til den hedede ændring i modstanden af \u200b\u200bdet elektriske kredsløb. Ved hjælp af kontaktfølere måles indsatsen, bevægelsen, temperaturen, objektdimensionerne, styres og styre deres form osv. Kontaktfølere indbefatter rejse- og slutkontakter, kontakttermometre og såkaldte elektrodesensorer, der hovedsagelig anvendes til at måle begrænsningsniveauet af elektrisk ledende væsker.

Kontaktfølere kan fungere både ved en konstant og vekslende strøm. Afhængigt af målebegrænsningerne kan kontaktfølerne være en grænse og multiplinær. Sidstnævnte bruges til at måle værdierne, der varierer under væsentlige grænser, mens den del af R-modstanden, der er inkluderet i det elektriske kredsløb, er konsekvent korte.

Manglen på kontakt sensorer er kompleksiteten af \u200b\u200bimplementeringen af \u200b\u200bkontinuerlig overvågning og begrænset levetid for kontaktsystemet. Men takket være den maksimale enkelhed af disse sensorer, er de meget udbredt i automatiseringssystemer.

Smertersensorer repræsentere en modstand med varierende aktiv modstand. Sensorindgangsværdien flytter kontakten, og udgangen er ændringen i dens modstand. Flytende kontakt er mekanisk forbundet til objektet, bevæger sig (vinkel eller lineær), som skal omdannes.

Den højeste udbredelse var den potentiometriske skema for at indbefatte ROSIGHT-sensoren, hvori indstillingen er inkluderet i overensstemmelse med spændingsdelerkredsløbet. Husk, at spændingsdeleren kaldes en elektrisk enhed til at dividere en konstant eller skiftespænding i dele; Spændingsdeleren giver dig mulighed for kun at fjerne (brug) kun en del af den eksisterende spænding ved hjælp af elektriske kædeelementer, der består af modstande, kondensatorer eller induktorspoler. En variabel modstand, inkluderet i henhold til spændingsdelerordningen, kaldes potentiometeret.

Normalt anvendes robuste sensorer i mekaniske måleinstrumenter til at omdanne deres vidnesbyrd i elektriske værdier (strøm eller spænding), for eksempel i flydemålere af væsker, forskellige trykmålere osv.

Sensoren i form af en simpel reostat anvendes næsten ikke på grund af den betydelige ikke-linearitet af dens statiske karakteristika IH \u003d F (x), hvor den er strømmen i belastningen.

Udgangsværdien af \u200b\u200ben sådan sensor er spændingsfaldet i uralerne mellem bevægelse og en af \u200b\u200bde faste kontakter. Afhængigheden af \u200b\u200budgangsspændingen fra bevægelsen af \u200b\u200bkontakt ural \u003d f (x) svarer til loven om modstandsændring langs potentiometeret. Loven om fordeling af resistens langs længden af \u200b\u200bpotentiometeret, bestemt af dets design, kan være lineær eller ikke-lineær. Potentiometriske sensorer, strukturelt repræsenterende variable modstande, udføres fra forskellige materialer - viklingstråd, metalfilm, halvledere osv.

Tezoristorer. (stamme gauge sensorer) tjener til måling mekaniske belastninger, små deformationer, vibrationer. Virkningen af \u200b\u200btensoristorer er baseret på en belastningseffekt, som består i at ændre den aktive modstand af ledende og halvledermaterialer under påvirkning af deres indsats, der er fastgjort til dem.

Termometrisk. Sensorer (termistorer) - Modstand afhænger af temperaturen. Termistorerne bruges som sensorer på to måder:

1) Termistorens temperatur bestemmes af miljøet; Strømmen passerer gennem termistoren er så lille, at den ikke forårsager opvarmning af termistoren. I dette tilfælde anvendes termistoren som temperaturføler og kaldes ofte et "modstandstermometer".

2) Termistorens temperatur bestemmes af graden af \u200b\u200bopvarmning ved permanent strøm- og kølebetingelser. I dette tilfælde bestemmes den stabile temperatur ved varmeoverføringsbetingelserne for termistoroverfladen (miljøgasens eller væskens hastighed - i forhold til termistoren, dens densitet, viskositet og temperatur), derfor kan termistoren anvendes som en Flowhastighedssensor, termisk ledningsevne af miljøet, gasdensitet osv. P. I en sådan slags sensorer er der en to-trins konvertering: Den målte værdi omdannes først til en ændring i temperaturen af \u200b\u200btermistoren, hvilket er derefter omdannet til modstandsændringen.

Termistorerne er fremstillet af både rene metaller og halvledere. Materialet, hvorfra sådanne sensorer fremstilles, skal have en høj temperaturkoefficient med modstand, når det er muligt med en lineær afhængighed af modstand fra temperatur, god reproducerbarhed af egenskaber og inerti til miljøpåvirkninger. I videst muligt omfang opfylder alle specificerede egenskaber platin; I lidt mindre - kobber og nikkel.

Sammenlignet med metalliske termistorer har halvleder termistorer (termistorer) højere følsomhed.

Induktive sensorer Serveres til kontaktløs modtagelse af oplysninger om bevægelser af arbejdsorganerne for maskiner, mekanismer, robotter mv. og omdanne disse oplysninger til et elektrisk signal.

Princippet om den induktive sensor er baseret på at ændre induktansen af \u200b\u200bviklingen på magnetlinjen, afhængigt af positionen individuelle elementer Magnetisk rørledning (ankre, kerne osv.). I sådanne sensorer omdannes den lineære eller vinkelbevægelse X (indgangsværdien) til en ændring i sensorens induktans (L). Bruges til at måle vinkel og lineære forskydninger, deformationer, størrelse kontrol osv.

I det enkleste tilfælde er den induktive sensor en induktor med induktans med en magnetisk kerne, hvis bevægelige element (anker) bevæger sig under virkningen af \u200b\u200bden målte værdi.

Den induktive sensor genkender og reagerer på alle ledende genstande i overensstemmelse hermed. Den induktive sensor er ikke-kontakt, kræver ikke mekanisk virkning, den fungerer kontaktløs på grund af ændringer i det elektromagnetiske felt.

Fordele:

Ingen mekanisk slid, der er ingen fejl i forbindelse med status for kontakter

Der er ingen tvivl af kontakter og falske svar

Højkontaktfrekvens op til 3000 Hz

Mekanisk resistent.

Ulemper - relativt lille følsomhed, afhængigheden af \u200b\u200bden induktive resistens fra hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsspændingen, en signifikant omvendt virkning af sensoren på den målte værdi (ved tiltrækning af ankeret til kernen).

Kapacitive sensorer - Driftsprincippet er baseret på afhængigheden af \u200b\u200bden elektriske kapacitans af kondensatoren fra størrelsen, den relative position af sine plader og på den dielektriske konstant af mediet mellem dem.

For en tochadet flad kondensator bestemmes en elektrisk kapacitet af udtrykket:

hvor EO er en dielektrisk konstant; ES - relative. den dielektriske konstant medier mellem pladerne; S er det aktive område af plettet; H er afstanden mellem kondensatorpladerne.

Afhængighederne C (s) og C (H) anvendes til at omdanne mekaniske forskydninger til en kapacitetsændring.

Kapacitive sensorer, såvel som induktive, foder på vekslende spænding (normalt øget frekvens - op til dusin megahertz). Som måling kredsløb anvendes bro kredsløb og ordninger normalt ved hjælp af resonans konturer. I sidstnævnte tilfælde, som regel, er afhængigheden af \u200b\u200bfrekvensen af \u200b\u200bsvingningsens svingende fra beholderen af \u200b\u200bresonanskredsløbet, dvs. Sensoren har en frekvensudgang.

Fordelene ved kapacitive sensorer er enkelhed, høj følsomhed og lille inerti. Ulemper - Effekten af \u200b\u200beksterne elektriske felter, relativ kompleksitet af måleindretninger.

Kapacitive sensorer bruges til at måle vinkelforskydninger, meget små lineære bevægelser, vibrationer, bevægelseshastighed osv. Såvel som til afspilning specificerede funktioner. (Harmonic, sav, rektangulære osv.).

Kapacitive konvertere, den dielektriske permeabilitet af E, som ændrer sig på grund af bevægelsen, deformation eller ændring af sammensætningen af \u200b\u200bdielektrisk, anvendes som niveaufølere af ikke-ledende væsker, bulk og pulveriserede materialer, tykkelse af laget af ikke-ledende lag Materialer (tykkelsesmåler), såvel som kontrol med fugtighed og sammensætning af stoffet.

Sensorer - Generatorer.

Generator sensorer En direkte omdannelse af en inputværdi X i et elektrisk signal udføres. Sådanne sensorer konverterer kildevirkningen af \u200b\u200binput (målt) værdien umiddelbart ind i det elektriske signal, dvs. De er som elektriske kraftgeneratorer (fra hvor og navnet på sådanne sensorer - de genererer et elektrisk signal).

Yderligere elkilder til sådanne sensorer er ikke fundamentalt påkrævet (alligevel yderligere elektricitet kan være påkrævet for at forbedre sensorens udgangssignal, konvertere det til andre signaler og andre formål). Generator er termoelektrisk, piezoelektrisk, induktion, fotovoltaisk og mange andre typer sensorer.

Induktionssensorer Konverter den målte ikke-elektriske værdi i EDC-induktionen. Princippet om drift af sensorerne er baseret på loven om elektromagnetisk induktion. Disse sensorer indbefatter direkte og vekslende aktuelle taogeratorer, som er små elektromashiske generatorer, hvor udgangsspændingen er proportional med vinkelhastigheden af \u200b\u200brotationen af \u200b\u200bgeneratorakslen. Tacogeneratorer anvendes som vinkelhastighedssensorer.

Tachogeneratoren er en elektrisk maskine, der opererer i generatorens tilstand. I dette tilfælde er den genererede EMF proportional med rotationshastigheden og størrelsen af \u200b\u200bden magnetiske flux. Derudover ændrer rotationshastigheden hyppigheden af \u200b\u200bEDC-ændringer. Anvendt som hastighedssensorer (rotationshastighed).

Temperatursensorer.

I moderne industriproduktion måles de mest almindelige temperaturer (så atom kraftværk Mellemstørrelse er ca. 1.500 point, hvor denne måling udføres, og stor Enterprise. kemisk industri Der er mere end 20 tusind) af sådanne punkter. Bred rækkevidde. Målte temperaturer, en række betingelser for brug af måleværktøjer og krav til dem bestemme de forskellige brugte temperaturmålingsværktøjer.

Hvis vi overvejer temperatursensorer til industriel brug, kan deres grundlæggende klasser kendetegnes: siliciumtemperaturfølere, bimetalliske sensorer, væske og gAS THERMOMETERS., Termiske bøjler, termistorer, termoelementer, modstand termiske omformere, infrarøde sensorer.

Siliciumsensorer Temperaturer bruger afhængigheden af \u200b\u200bresistensen af \u200b\u200bhalvleder silicium fra temperatur. Rækkevidde af målte temperaturer -50 ... + 150 0C. Bruges primært til at måle temperaturen inde i de elektroniske enheder.

Bimetallic sensor. Lavet af to heterogene metalplader bundet mellem sig selv. Forskellige metaller har forskellige temperaturkoefficient Udvidelser. Hvis metallet, der er tilsluttet pladen, opvarmes eller afkøles, vil den bøje, det vil blive lukket (åben) elektriske kontakter eller drej indikatorpilen. Rækkevidde af bimetalliske sensorer -40 ... + 550 0C. Bruges til at måle overflade solid Tel. og væsketemperatur. De vigtigste applikationer er bilindustrien, opvarmning og vandvarmesystemer.

Thermo indicators.- Disse er specielle stoffer, der ændrer deres farve under påvirkning af temperatur. Farveændring kan være reversibel og irreversibel. Produceret i form af film.

Modstandstermoelementer.

Princippet om termoelektorer af modstand (termistorer) er baseret på at ændre elektrisk modstand af ledere og halvledere afhængigt af temperaturen (anses tidligere).

Platinum termistorer er designet til at måle temperaturer fra -260 til 1100 0. Den udbredte i praksis modtog billigere kobber termistorer, der havde en lineær afhængighed af modstand fra temperatur.

Ulempen ved kobber er en lille specifik modstand og let oxidation ved høje temperaturer, som et resultat af hvilket den endelige grænse for brugen af \u200b\u2er begrænset til temperaturen 180 0C. I stabilitet og reproducerbarhed af egenskaber er kobber termistorer ringere end platin. Nikkel bruges i lavprismålesensorer i rumtemperaturområde.

Semiconductor termistorer (termistorer) har en negativ eller positiv temperaturkoefficient modstand, hvis værdi ved 20 ° C er (2 ... 8) * 10-2 (0c) -1, dvs. En størrelsesorden mere end kobber og platin. Halvledere termistorer med meget små størrelser har høje modstandsværdier (op til 1 MΩ). Som et semikulp. Materialer anvendes oxider af metaller: halvleder termistorer af KMT-typen - en blanding af kobolt og manganoxider og MMT - kobber og mangan.

Semiconductor temperatursensorer har høj stabilitet af tidskarakteristika og bruges til at ændre temperaturer i området fra -100 til 2000.

Termoelektriske omformere (termoelementer) - Princippet om termoelementer er baseret på en termoelektrisk virkning, som er, at i nærvær af temperaturer af steder af forbindelser (gyde) af to heterogene metaller eller halvledere opstår en elektromotorisk kraft i konturen, kaldet termoelektrikationen (forkortet termo-emf ). I et bestemt temperaturområde kan det overvejes, at termo-EMF er direkte proportional med temperaturforskellen ΔT \u003d T1 - T0 mellem spam og enderne af termoelementet.

Enderne af termoelementerne nedsænket på onsdag, hvis temperatur måles, kaldes termoelementets arbejds ende. Ender, der er i miljøet, og som typisk er fastgjort til ledningerne til målekredsløbet, kaldes frie ender. Temperaturen af \u200b\u200bdisse ender er at opretholde konstant. Samtidig vil tilstanden af \u200b\u200btermo-EMF'er afhænge af temperaturen på T1 af den arbejdende ende.

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

hvor C er en koefficient afhængig af termoelementer.

EMF-termoelementerne, der er oprettet, er relativt lille: den overstiger ikke 8 mV for hver 100 ° C og overstiger normalt ikke 70 mV ved en absolut værdi. Termoelementer tillader måle temperatur i området fra -200 til 2200 ° C.

Platinum, Platinorades, Chromel, Aluminium modtog den største fordeling til fremstilling af termoelektriske omformere.

Termoelementer har følgende fordele: Enkelhed af fremstilling og pålidelighed i drift, lave omkostninger, mangel på strømforsyninger og muligheden for målinger i et stort temperaturområde.

Sammen med disse termoelementer er nogle ulemper karakteristiske for begge termistorer, nøjagtigheden af \u200b\u200bmåling, tilstedeværelsen af \u200b\u200bsignifikant termisk inerti, behovet for at indføre en ændring af temperaturen på de frie ender og behovet for at anvende særlige forbindelsesledninger.

Infrarøde sensorer (pyrometre) - Brug strålingsenergi af opvarmede legemer, som gør det muligt at måle overfladetemperaturen på afstand. Pyrometers er opdelt i stråling, lysstyrke og farve.

Stråling pyrometers. Bruges til at måle temperaturen fra 20 til 2500 0s, og enheden måler integreret intensitet af strålingen af \u200b\u200bdet reelle objekt.

Lysstyrke (optiske) pyrometre Bruges til at måle temperaturer fra 500 til 4000 ° C. De er baseret på en sammenligning i en smal sektion af lysstyrkespektret for objektet under undersøgelse med lysstyrken af \u200b\u200bden eksemplariske emitter (fotometrisk lampe).

Farve Pyrometers. Baseret på måling af strålingsintensitetsforholdet ved to bølgelængder, som normalt er valgt i den røde eller blå del af spektret; De bruges til at måle temperaturen i området fra 800 0s.

Pyrometre giver dig mulighed for at måle temperaturen på vanskelige steder og temperaturen af \u200b\u200bbevægelige genstande, høje temperaturer, hvor andre sensorer ikke længere fungerer.

Kvarts termiske omformere.

For at måle temperaturer fra - 80 til 250 ° C anvendes ofte såkaldte kvarts termoelementer ved anvendelse af afhængigheden af \u200b\u200bselvfrekvensen af \u200b\u200bkvartselementet på temperaturen. Driften af \u200b\u200bdisse sensorer er baseret på, at afhængigheden af \u200b\u200bfrekvensen af \u200b\u200bkonverteren fra temperaturen og lineariteten af \u200b\u200bkonverteringsfunktionen varierer afhængigt af skæreorienteringen i forhold til kvartskrystals akser. Disse sensorer anvendes i vid udstrækning i digitale termometre.

Piezoelektriske sensorer.

Effekten af \u200b\u200bpiezoelektriske sensorer er baseret på brugen af \u200b\u200ben piezoelektrisk virkning (piezoelektfektorer), som består i, at der under kompression eller strækning af nogle krystaller fremstår en elektrisk ladning på deres kanter, hvis værdi er proportional med virkningen af \u200b\u200bvirkningen kraft.

Den piezoelektriske virkning er reversibel, dvs. den påførte elektriske spænding bevirker, at deformationen af \u200b\u200bden piezoelektriske prøvekompression eller strækker den i overensstemmelse med tegnet af den påførte spænding. Dette fænomen kaldes den omvendte piezoelektfektorer, bruges til at excitere og modtage akustiske oscillationer af lyd og ultralydfrekvens.

Bruges til at måle kræfter, tryk, vibrationer osv.

Optiske (fotoelektriske) sensorer.

Skelne analog og diskret. Optiske sensorer. På analoge sensorer ændres udgangssignalet i forhold til ekstern belysning. Hovedomfanget er automatiserede lyskontrolsystemer.

Diskrete type sensorer ændrer udgangsstatus til det modsatte, når den angivne belysningsværdi er nået.

Fotoelektriske sensorer kan anvendes i næsten alle brancher. Diskrete sensorer bruges som ejendommelige kontaktopløse switche til tælling, detektering, positionering og andre opgaver på enhver teknologisk linje.

En optisk kontaktløs sensor registrerer en ændring i lysstrømmen i det kontrollerede område, der er forbundet med en ændring i positionen i rummet af eventuelle bevægelige dele af mekanismerne og maskiner, fravær eller tilstedeværelse af genstande. På grund af de store afstande af operationen blev optiske kontaktløse sensorer meget udbredt i industrien og ikke kun.

Optisk kontaktløs sensor består af to funktionelle noder, modtager og emitter. Disse noder kan udføres i både enkelthus og i forskellige huse.

Ifølge metoden til at detektere en genstand er fotoelektriske sensorer opdelt i 4 grupper:

1) Krydsning af strålen - I denne metode er senderen og modtageren opdelt efter forskellige bygninger, som giver dig mulighed for at installere dem modsatte hinanden på en arbejdsafstand. Princippet om drift er baseret på, at senderen konstant sender en lysstråle, der modtager en modtager. Hvis sensorlyssignalet stopper, på grund af overlapningen af \u200b\u200btredjepartsobjektet reagerer modtageren straks at ændre udgangstilstanden.

2) Refleksion fra reflektoren - I denne metode er modtageren og senderen af \u200b\u200bsensoren i ét tilfælde. En reflektor (reflektor) er installeret modsat sensoren. Sensorer med en reflektor er anbragt på en sådan måde, at de på grund af polarisationsfiltret opfattes kun reflekteret fra reflektoren. Disse er reflektorer, der arbejder på princippet om dobbelt refleksion. Valget af en passende reflektor bestemmes af de ønskede afstands- og installationsfunktioner. Senderen sendt af senderen, der reflekterer fra reflektoren, falder ind i sensormodtageren. Hvis lyssignalet stopper, reagerer modtageren straks ved at ændre udgangstilstanden.

3) Refleksion fra objektet - I denne metode er modtageren og senderen af \u200b\u200bsensoren i ét tilfælde. Under sensorens arbejdsstat falder alle objekter i sin arbejdsområde, bliver ejendommelige reflektorer. Så snart lysstrålen afspejler fra objektet falder på sensormodtageren, reagerer han straks ved at ændre udgangstilstanden.

4) Fast refleksion fra objektets handlingsobjekt er det samme som "afspejling af objektet", men mere følsomt reagerer på afvigelsen fra indstillingen til objektet. For eksempel er det muligt at registrere den hævede kork på en kefirflaske, ufuldstændig påfyldning af vakuumemballage med produkter mv.

I sine tilsigtede er billedsensorer opdelt i to hovedgrupper: Generelle brugssensorer og specielle sensorer. Special omfatter sensortyper designet til at løse en smalere kreds af opgaver. F.eks. Farve label detektion på objektet, detektion af en kontrastgrænse, tilstedeværelsen af \u200b\u200betiketter på gennemsigtig emballage osv.

Sensoropgave registrerer et objekt på afstand. Denne afstand varierer inden for 0,3 mm-50m afhængigt af den valgte type sensor og detektionsmetoden.

Mikrobølge sensorer.

Mikroprocessor kommer til at skifte knap - slægtninge automatiske systemer. Kontor teknologisk proces (ACS TP) af den højeste præstation og pålidelighed, sensorer er udstyret med digitale kommunikationsgrænseflader, men det fører ikke altid til en stigning i systemets samlede pålidelighed og nøjagtigheden af \u200b\u200bdets arbejde. Årsagen er, at principperne for flertalsprincipperne selv berømte typer Sensorer pålægger de vanskelige begrænsninger på de betingelser, de kan anvendes.

For eksempel er kontaktløse (kapacitive og induktive) såvel som tacog(UKS) i vid udstrækning anvendt til at spore bevægelseshastigheden for industrielle mekanismer. Tachegenerator UKS har en mekanisk forbindelse med et bevægeligt objekt og følsomhedszonen kontaktløse enheder overstiger ikke flere centimeter.

Alt dette skaber ikke kun ulejligheden, når du installerer sensorerne, men gør det også vanskeligt at bruge disse enheder i støvforhold, som stikker til arbejdsflader, hvilket forårsager falske reaktioner. De angivne typer af sensorer er ikke i stand til direkte at styre objektet (for eksempel transportbåndet) - de er konfigureret til at bevæge rullerne, impellerne, stræk trommer osv. Udgangssignalerne fra nogle enheder er så svage, hvilket er under niveauet af industriel indblanding fra driften af \u200b\u200bkraftige elektriske maskiner.

Lignende vanskeligheder opstår, når der anvendes traditionelle niveauer af niveauer - sensorer for tilstedeværelsen af \u200b\u200bet bulkprodukt. Sådanne indretninger er nødvendige for rettidig frakobling af forsyningen af \u200b\u200bråmaterialer til produktionsbeholdere. Det falske svar fører ikke kun klæbende og støv, men også et tryk på produktstrømmen, når den ankommer i bunkeren. I uopvarmede lokaler Driften af \u200b\u200bsensorerne påvirker omgivelsestemperaturen. Falske svar på alarmerne forårsager hyppige stop og lancerer indlæst teknologisk udstyr - Hovedårsagen til hans ulykker, fører til krusningerne, nedbrydning af transportører, fremkomsten af \u200b\u200bild og eksplosive situationer.

Specificerede problemer for flere år siden førte til udviklingen af \u200b\u200bfundamentalt nye typer af enheder - radarhastighedskontrolfølere, bevægelsessensorer og en subjorat, hvis drift er baseret på interaktionen mellem det kontrollerede objekt med et radiosignal med en frekvens på ca. 10 ved 10 grader af Hz.

Brugen af \u200b\u200bmikrobølgeovervågningsmetoder til tilstanden af \u200b\u200bteknologisk udstyr giver dig mulighed for helt at slippe af med manglerne i sensorerne af traditionelle typer.

De karakteristiske træk ved disse enheder er:

Ingen mekanisk I. elektrisk Kontakt Med et objekt (medium) kan afstanden fra sensoren til objektet være flere meter;

Direkte kontrol af objektet (transportbånd, kæder) og ikke deres drev, stretchtromler osv.;

Lille energiforbrug;

Ufølsomhed til produktprissætning på grund af store arbejdsafstande;

Høj støj immunitet og fokus;

Engangsindstilling for hele levetiden;

Høj pålidelighed, sikkerhed, manglende ioniserende stråling.

Sensorens princip er baseret på at ændre frekvensen af \u200b\u200bradiosignalet reflekteret fra det bevægelige objekt. Dette fænomen ("Doppler-effekt") anvendes i vid udstrækning i radarsystemer til fjernmåling af hastighed. Det bevægelige objekt forårsager udseendet af et elektrisk signal ved udgangen af \u200b\u200bdet mikrobølgemodtagende transmissionsmodul.

Da signalniveauet afhænger af egenskaberne af det reflekterende objekt, kan bevægelsessensorerne bruges til at signalere kædepause (tape), tilstedeværelsen af \u200b\u200bandre genstande eller materialer på transportbåndet. Båndet har en glat overflade og en lav refleksionskoefficient. Når sensoren, der er installeret over transportbåndets arbejdsgren, begynder at flytte produktet, øge refleksionskoefficienten, signalerer enheden bevægelsen, det vil sige, at båndet ikke er tomt. På varigheden af \u200b\u200boutputpulsen er det muligt at bedømme størrelsen af \u200b\u200bde fortsatte objekter på en betydelig afstand for at fremstille et valg mv.

Udfyld eventuelt en hvilken som helst beholder (fra bunkeren til minen), du kan præcist bestemme slutningen af \u200b\u200bslutningen af \u200b\u200bbackfillen - sensoren sænket til en bestemt dybde viser fyldstofets bevægelse, indtil den er dækket.

Specifikke eksempler på brug mikrobølge sensorer Bevægelser i forskellige industrier bestemmes af dets specificitet, men generelt er de i stand til at løse de mest forskelligartede opgaver i problemfri drift af udstyret og øge informationsindholdet i automatiserede styresystemer.

Laboratoriearbejde

Undersøgelse af sensorernes funktion

Instrumenter og tilbehør:

fire transistorer, metalbjælke, fragtsæt til lastning af bjælker, mikroammeter, potentiometer, strømforsyning, termoelement, malelvoltmeter .

Formålet med arbejde:

1. Opvarmning af silfølerens sensor og opnå dens egenskaber.

Undersøgelse af temperatursensor - Termoelementer .

TEORI

1. Enhed og klassificering af sensorer

Sensor. - enhedskonvertering ekstern indflydelse. I et elektrisk signal. I medicin og biologi anvendes sensorer som anordninger til fjernelse af information om det medicinske-biologiske system, hvis den undersøgte parameter har ikke-elektrisk karakter. Den enkleste sensorordning er angivet i fig. 1

Testparameteren af \u200b\u200bdet medicinske biologiske system X virker på konverteren 1, som drejer x i et elektrisk signal Y. (Fig. 1A) Værdien af \u200b\u200bX kaldes den naturlige inputværdi, værdien af \u200b\u200bY er outputværdien. Ved brug af flere omformere anvendes kaskade inklusion (figur 1B): Inputværdien af \u200b\u200bX er skiftevis konverteret i værdi x 1, x 2, x 3, ..., y.

Sensorernes transformationsegenskaber bestemmes af deres karakteristiske, følsomhed, følsomhedstærskel, konverteringsgrænsen, en nominel fejl.

Sensor karakteristisk. se den funktionelle afhængighed af outputværdien y. fra inputværdien x. , det vil sige udtrykket. Søger normalt at bruge et lineært forhold mellem udgangssignalet og udgangsværdien. Hvis det fejler, anvendes andre former for afhængighed - kvadratisk, logaritmisk, eksponentiel osv. Fig. 2 gives en lineær karakteristik af sensoren.  x. - Ændring af inputværdien  y. - Ændring af output værdi .

Sensorfølsomhed beregn følsomhedsforhold angiver, hvilke ændringer i udgangsværdien svarer til en ændring i inputværdien

Sensorfølsomhedstærskel ring til minimumsændringen i inputværdien (  x. min. ), som kan registrere denne sensor.

Sensor konverteringsgrænse - Dette er den maksimale indgangsværdi ( x. max.), Hvilken sensor kan konvertere uden forvrængning.

Oplysninger om inputværdien kan forvrænges på grund af de fejl, der opstår under sensorens funktion. På grund af fejlene er sensorens karakteristik fra linjen sløret ind i strimlen af \u200b\u200ben bestemt bredde.

Medium linje af bands opkald nominelt egenskab. B / 2 Værdi svarende til halvdelen af \u200b\u200bstrimmelbredden, kaldet nominel fejl Sensor. Den nominelle karakteristiske og nominelle fejl angiver sensorpaset.

Fejl sensor. På grund af følgende grunde:

uarbejdsstyrelsen af \u200b\u200bkonverterens funktion i tide på grund af aldring og korrosion af materialer på grund af slitage af de bevægelige dele af sensoren;

ufuldkommenheden af \u200b\u200bfremstillingen af \u200b\u200bsensorer (ikke-strengt forvitrede geometriske dimensioner, variationen af \u200b\u200bparametrene for kildematerialerne, unøjagtigheden af \u200b\u200bindstillingen og justeringen osv.);

sensorens inertielle egenskaber (ændringerne af udgangsværdierne forsinkes i forhold til de tilsvarende ændringer i indgangsværdien);

den omvendte virkning af sensoren til det medicinske og biologiske system, hvilket fører til forvrængning af oplysninger om parameteren udløbet x. .

Afhængigt af medium af information om inputværdien , Sensorer er opdelt i elektromekanisk, elektrostatisk, elektromagnetisk, elektronisk, termoelektrisk osv.

Skelne mellem to typer sensorer: generator og parametrisk..

Generator Kaldet sensorer, hvor den potentielle forskel, EMF, strømmen genereres under indflydelse af inputværdien.

Parametriske sensorer omfatter hvor der er nogen parameter (modstand, induktans, kapacitet osv.) Under indflydelse af inputværdien.

Generator sensorer .

Som generatorsensorer skal du overveje termoelementet, piezoelektrisk sensor og induktionssensor.

Termoelementer relatere til termoelektriske transducere.

Termoelementet er en lukket kæde af to heterogene metalledere (figur 3).

Kontakter af metaller A og K (SPI) opretholdes ved forskellige temperaturer. En spike kaldes kontrollen (k). Dens temperatur T K understøttes af konstant med en termostat. Andet SPI (A) er en arbejdstager. Det er placeret på onsdag, hvilken temperatur t og skal måles. Termoelementet omfatter en måleindretning. Hvis arbejdstemperaturen er tilsluttet og adskiller sig fra kontrolpælpens temperatur, opstår termoelektkredsløbet den termo-elektromotive kraft (TEDS), hvis værdi er direkte proportional med forskellen i temperaturen i arbejds- og kontrol spa og bestemmes af forholdet

Tads \u003d. (T. MEN - T. TIL ),

hvor  - Specifikke TAD'er, der viser, hvilke tuder der opstår i denne kæde, når temperaturforskellen i en grad kontakter.

Måling af TADS, kan du bestemme temperaturforskellen og følgelig temperaturen på arbejdskontakten. Således er termoelementet en temperatursensor. Indgangsværdien af \u200b\u200ben sådan sensor er forskellen i temperatur, udgangen - en elektromotorisk kraft i termoelementet.

Piezoelektriske sensorer . Deres arbejde er baseret på fænomenet direkte piezoenefect.som ligger i, at i modsatte ender af krystalpladen er der afgifter af forskellige tegn, hvis pladen deformeres. Mekanisk stress omdannes til den potentielle forskel mellem dens ender. Piezodatchik bruges til at måle forskellige fysiske mængder: Mekaniske belastninger, variabler, hastigheder, accelerationer, tryk mv.

Induktionssensorer . Princippet om deres handling er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion. Et eksempel på en sådan sensor kan være et system med permanent magnet (eller en elektromagnet) og et bevægeligt lukket ledende kredsløb (bevægelig spole). Med en fremgang eller rotationsbevægelse af spolen i magnetfeltet induceres det i det, en induktionsstrøm forekommer, hvis værdi afhænger af spolenes hastighed. Indgangsværdien af \u200b\u200ben sådan sensor er hastigheden eller accelerationen af \u200b\u200brammens progressive eller rotationsbevægelse, udgangen - en induktionsinduktion forekommer i rammen

Parametriske sensorer .

Eksempler indbefatter kapacitive, induktive, resistive sensorer.

Kapacitiv sensor . Som et eksempel kan en flad kondensator anvendes. Kapacitet C. Den flade kondensator bestemmes af forholdet hvor S. - kondensator planmærke område, d.- afstand mellem pladerne,  - Dielektrisk konstant af stoffet mellem pladerne. Hvis du skiftes i forhold til hinanden til foldekondensatoren, vil den ændre sin elektriske kapacitet, og den potentielle forskel mellem dens plader vil ændre sig i overensstemmelse hermed. Ved hjælp af sådanne sensorer kan mekaniske bevægelser, tykkelse og homogenitet af det dielektriske osv. Måles.

Induktiv sensor i den enkleste udførelsesform er den vist i fig. 4. Spolen 1 sår på en lukket kerne 2. Anker 3 kan bevæge sig i forhold til kernen og tættere på sidstnævnte. Når man flytter, ændrer ankeret induktansen af \u200b\u200bspolen. Og det fører til en ændring i kædenes induktive modstand og i sidste ende at ændre strømmen i spolenes kæde. Indgangsværdien af \u200b\u200ben sådan sensor er den mekaniske bevægelse af ankeret, udgangen - strømmen i spolekæden.

En række induktive sensorer er magnetoelastiske sensorer. Deres arbejde er baseret på at ændre den magnetiske permeabilitet af kernen i spolen, hvis kernen deformeres - klemme, strække osv. Ændringen i kernens magnetiske permeabilitet fører til en ændring i spolens induktans. Indgangsværdien af \u200b\u200ben sådan sensor er mekanisk deformation, mekanisk belastning, udgangstrømstrøm i spolenes kæde.

Resistive sensorer . Som sådan anser vi for, at de strækker (stammebestandighed). Testorists kaldes ellers belastningsmålere.

Princippet om drift af stammålere er baseret på en belastningseffekt. Straineffekten manifesteres i, at lederens aktive resistens afhænger af den mekaniske deformation: fra kompression, strækning, bøjning, twist.

Der er spændesensorer med en lineær og volumetrisk belastningseffekt.

S. Sensorer. lineær stamme effekt. Fremstillet af tynd ledning (Se praktisk del). Trådmodstand beregnes ved formlen hvor  - Specifik trådmodstand, l. - hendes længde, S. - Tværsnitsareal. Når sensor deformation samtidig ændrer længden l. og tværsnit S.Det, der fører til en ændring i strømmen og styrken af \u200b\u200bstrømmen i sensorkredsløbet. Sensorer med lineær tENZO Effect. Bruges til at måle mekaniske forskydninger, deformationer, mekaniske belastninger og tryk.

S. Sensorer Volumetrisk belastningseffekt Der er kolonner fra stoffet, hvis modstand er stærkt varieret afhængigt af miljøets tryk. Sådanne sensorer anvendes som trykmålere til måling af høje og ultrahøje tryk.

I slutningen af \u200b\u200bdette afsnit skal du sige et par ord om electronic. sensorer.der i øjeblikket er bredt udbredt. I dem er transformationen af \u200b\u200bikke-elektrisk størrelse i elektrisk baseret på elektroniske processer. Elektroniske sensorer omfatter vakuumfotoceller, der er baseret på arbejdet, hvis arbejde er en ekstern fotoelektrisk effekt og halvlederfotoceller, der opererer på den indvendige fotoeffekt. Fotoelektroniske sensorer bruges til at måle lysflux, lys, lys, til undersøgelse af gennemsigtighed og turbiditet af løsninger i farvemålere og oliemålere. Ved hjælp af fotoceller er det muligt at tælle genstande, måle mekaniske forskydninger, hastigheder, acceleration osv.

2.Derre af medicinske og biologiske oplysninger

Medicinske og biologiske informationssensorer Konverter biofysiske og biokemiske værdier i elektriske signaler, "Oversæt" information fra kroppens fysiologiske sprog "til et sprog, forståeligt ved elektroniske enheder.

Medicinske og biologiske informationssensorer er opdelt i to grupper: BIO-kontrolleret og energi.

BIO-kontrollerede sensorer Reagere direkte på de medicinske og biologiske oplysninger, der kommer fra objektet af undersøgelsen. De kan være både generator (aktive) og parametriske (passive).

Energisensorer Opret en energiflow med strengt definerede, konstante parametre i objektet under undersøgelse. Værdien under undersøgelse påvirker denne strøm, modulerer dens ændringer i forhold til ændringer i selve mængden. Sensorerne af denne type omfatter fotovoltaisk og ultralyd.

Medico-biologiske sensorer er opdelt i temperatursensorer, respiratoriske sensorer, kardiovaskulære sensorer, sensorer af muskuloskeletalsystemet osv.

Temperatursensorer . Metal- og halvledertermoelementer anvendes som sådanne sensorer såvel som metal- og halvleder termistorer.

Sensorer af åndedrætssystemet Anvendes til at bestemme hyppigheden af \u200b\u200båndedræt, mængden af \u200b\u200bindåndet og udåndet luft, respiratorisk effektivitet. Til dette formål anvendes termistor og spændingssensorer. ( Termistorsensor ellers ringertermistor. .)

For eksempel er respirationsfrekvensovervågningssensoren en termistor monteret i et specielt klip. Klipet er fastgjort til næsens vinge og blæses af luftstrømmen. I dette tilfælde varierer termistorens modstand med frekvensen af \u200b\u200brespiration på grund af ændringen i temperaturen af \u200b\u200bden indåndede og udåndede luft. Ved sensorens udgang fjernes den nuværende pulsekvens med en frekvens svarende til respirationsfrekvensen.

Kontrol af respiratorisk effektivitet kan udføres ved fotometrisk måling af procentdelen af \u200b\u200bhæmoglobin i perifert arterielt blod. Hæmoglobinindholdet bestemmes af oxygemeteret - en fotovoltaisk sensor, som i form af klippet sættes på UHM. Det følsomme element i en sådan sensor er en fotoresistance placeret på den ene side af loben og den belyste belysning pære placeret på den anden side af lineren. Tætheden af \u200b\u200blysfluxen gennem lobe afhænger af mængden af \u200b\u200bhæmoglobin i blodet.

Kardiovaskulære sensorer Tillad pulsen, systolisk og diastolisk tryk, toner og hjerte lyde, blodcirkulation, impedans af væv og organer mv.

Piezoelektriske sensorer bruges til at optage pulsen . Hoveddelen af \u200b\u200bdenne sensor er en segnetoelektrisk krystallinsk plade, forstærket med den ene ende i holderen. Holderen er på manchetten, slidt på håndleddet. Den frie ende af pladerne ved hjælp af en knap i kontakt med væggen af \u200b\u200bden radiale arterie. Fluktuationerne af arterievæggen overføres til krystalpladen, forårsager den deformation af bøjningen, hvilket fører til forekomsten af \u200b\u200bpladerne af den variable potentielle forskel på de modsatte overflader, der gentages i form af oscillation af arterievæggen. Denne potentielle forskel tilføres til forstærkeren og derefter til optageenheden. Kurven registreret på samme tid, kaldet sphygmogram.

Når du studerer toner og lydstøj Og piezoelektrodynamiske mikrofoner reagerer på akustiske signaler påføres phonokardiogrammer.

Til måling af blodtryk Induktive og kapacitive sensorer anvendes.

For at måle blodtrykket direkte inde i fartøjet anvendes stamfølere. Den brede brug af tesororer i medicin bidrager til deres meget små størrelser og masse, fordi det er muligt at skabe miniaturesensorer. Som er placeret i enden af \u200b\u200bet tyndt fleksibelt kateter, som sensorerne indtastes i fartøjerne, og ifølge skibene - i hjertet hulrum.

Skelne ledning, folie og halvleder tesorstruzistorer. Trådstammåler til måling af intravaskulært tryk er en tynd silikonemembran, der er fastgjort i en metalring i kateterets ende. På overfladen af \u200b\u200bmembranen er der stammebestandighed, der er forbundet med brokredsløbet, som tilfører de ledninger, som passerer inde i kateteret. Sensorkredsløbet indeholder en måleindretning, chanting i trykenheder og en DC-kilde. Blodpresser på membranen, deformerer tesoronsistorerne. Hvad der fører til de relevante ændringer i modstanden af \u200b\u200bkæden og styrken af \u200b\u200bstrømmen i den.

Undersøgelsen af \u200b\u200bblodgennemstrømning udføres ved hjælp af elektromagnetiske og ultralydsensorer. Elektromagnetiske blødningshastighedsmålesøgere er baseret på hallen effekten. Ultralydblodstrømssensorer opererer på Doppler-effekten. Konstruktivt består en sådan sensor af to piezoelektriske plader. En af pladerne tjener som en modtager, og den anden er en kilde til ultralydbølge.

Ultrasonisk bølge med frekvens  0 , udsendt af kilden, afspejles i det bevægelige objekt (erythrocyt) mod modtageren. Modtageren opfatter bølgen med en frekvens . Beregninger viser, at frekvensforskellen  0, kaldet Doppler-frekvensskift, bestemmer forholdet

hvor v- hastigheden af \u200b\u200bdet bevægelige objekt (blodgennemstrømningshastigheden),

U er hastigheden af \u200b\u200bden ultralydbølge. Da udbredelseshastigheden af \u200b\u200bultralyd i blodet er signifikant større end hastigheden af \u200b\u200bbevægelige genstande (U "V), kan den sidste formel skrives som hvorfra det også bruges til at bestemme ventilens hastighed og væggene i hjertet (Doppler ekkokardiografi) for at bestemme blodstrømshastigheden.

Praktisk Part.

1. Undersøgelse af tesororazistra .

WiretAndOristorten (figur 5.) er lavet af fint konstantantråd (1) med en diameter på 20-30 μm, isoleret i form af en flad spiral og pasted på en tynd filmbase (2).

Fra oven er helixen lukket som den samme film. Ved anvendelse af elektroder (3) tænder sensoren til et elektrisk kredsløb, der indeholder strømforsyningen og måleinstrumentet. Deformationen af \u200b\u200bsensorens bund fører til en ændring i ledningens længde og tværsnit, hvilket forårsager de tilsvarende ændringer i modstanden af \u200b\u200bsilen og strømstyrken i kæden. Installation til undersøgelse af stamføleren er præsenteret i fig. 6.

Metalstråle B, der er fastgjort fra den ene ende, er fyldt med en belastning af R. R1, R2, R3 og R4 er indsat i stedet for den største bøjning af bjælkerne nær hendes indgang til støtte. Sensorerne R1 og R2, der er placeret på det øverste stråleplan, fungerer i strækningstilstand. Sensorerne R3 og R4, limet under strålen, oplever strækning. Stammen abstraktion er forbundet i overensstemmelse med Wheatstone Bridge-kredsløbet (figur 7). Broen betragtes som balanceret, hvis strømmen gennem mikroammeter ikke fortsætter, det vil sige, at potentialerne ved punkt B og D er ens. Denne betingelse udføres, hvis forholdet finder sted

R. 1  R. 2 = R. 3  R. 4

Ved lastning af bjælker passerer denne ligestilling i ulighed

R. 1  R. 2  R. 3  R. 4 ,

som udtrykkes stærkere end jo større belastningen på bjælken.

Således er den stærkere strålen indlæst, desto større er strømmen gennem mikroammeter.

Indgangsværdien af \u200b\u200bet sådant system (mekanisk deformationsomformer til ændring af elektrisk strøm) er en belastning P, bøjningsbjælke, udgangsværdien er en strøm gennem en mikroameter. Konverteringsdiagrammet for inputværdien i udgangen kan repræsenteres som følger:  P.   l.   R.   , Hvor  P.- Ændring af belastningen på strålen,  l. - Ændring af sensorernes længde på grund af deformationen  R. - Ændring af sensorernes modstand,  - Skift strøm gennem en mikroammeter.

Procedure for udførelse af arbejde

Saml det elektriske kredsløb i overensstemmelse med fig. 7.

Med en losset stråle ved hjælp af et potentiometer for at afbalancere brodannelsesskemaet (for at opnå manglen på strøm i mikroammeter).

Læg gradvist bjælken med vægte 1, 2, 3, 4, 5 kg og gennem hvert kilo last for at læse mikronomenetra-aflæsningerne. Data, der skal sættes i tabellen.

		n- Antallet af fission af en mikroameter
		når lastning	med losning

Fjern i sekventielt vægte med kilo, optagelse af mikronomenetra-aflæsningerne, når strålen losser.

Beregn gennemsnitsværdierne for mikroameraflæsningerne ved denne belastning. Ifølge de opnåede data er det muligt at konstruere karakteristikken for sensoren n \u003d f (p), hvor n er antallet af fission af en mikroameter ved en given belastning P.

Bestemme prisen på enhedens fission

k.=  P./  n. (kg / gerninger)

Undersøgelse af temperatursensorer

I dette arbejde anvendes en termoelement fremstillet af kobber og konstantan som temperaturføler. Termoelementet er tapet. Kalibreringsplanen er vedhæftet. Bestemmelsen af \u200b\u200btemperaturafhængigheden af \u200b\u200bsemikuktorens modstand udføres for termistoren - en af \u200b\u200bde mest enkle halvlederindretninger.

I halvledere er elektrisk modstand stort set afhængig af temperaturen. Afhængigheden af \u200b\u200bmodstanden af \u200b\u200bhalvlederen på temperatur ved visse temperaturområder kan beskrives ved ekspressionen R \u003d R 0 · EXP (-W / 2KT), hvor T er en absolut temperatur, k. - Permanent Boltzmann,  W. - Aktiveringsenergien i halvlederen (termistoren) exp. - det samme som e. - Grundlaget for den naturlige logaritme. Således falder modstandsdygtigheden af \u200b\u200bhalvlederen i overensstemmelse med den eksponentielle lov. Afhængigheden af \u200b\u200bsemikuktorens modstand (termistor) på temperaturen bruges til at måle temperaturen af \u200b\u200bstrømmen i kæden med halvlederen.

Der er termistorer til måling af både meget høje (T  1300 0 K) og meget lave (T  4-80 0 K) temperaturer.

I medicin er elektrotermometre i vid udstrækning brugt, temperaturføleren, hvori er en termistor. Fordelene ved elektrotermometre indbefatter deres lille inerti, høj følsomhed, muligheden for at fremstille små størrelser, evnen til at måle temperaturer på afstand. Ulemperne omfatter en ikke-lineær skala og aldring. Termoelementer har mindre følsomhed, men fratages disse mangler.

For at bestemme temperaturafhængigheden af \u200b\u200btermistorens modstand, er sidstnævnte sammen med den aktive termiske charme og termoelementer fastgjort i en Duralum-bar. For hvilke stangen er færdig i stangen, fyldt med ikke-ledende væske (olie, glycerin osv.). Thermo-EMF termoelementer måles af en millivoltmeter. Modstanden af \u200b\u200bden studerede termistor bestemmes af et multimeter. Kontrol termospac til termoelementer sænkes til dewar fartøj.

Proceduren for udførelse af arbejde.

Termoelement er forbundet med millivoltmeter terminalerne.

Inkludere en maleloltmeter til netværket.

Brug af kontakten placeret på højre sidebjælke, indstil Millivoltmeter nul i ARTIR-tilstanden.

Oversæt Målebegrænsningerne skifter til "5 mV" -positionen. Beregn prisen på millivoltmålerens opdeling.

Sænk kontrol og arbejdstager spah termoelement i et glas med vand og sæt Millivoltmeter nul nul.

Optag temperaturen på kontrolblivet t. 0 k. .

Måle palm temperatur på flere punkter. For at gøre dette skal du vedhæfte en aktiv termisk fase til palmen og bestemme de relevante millivoltmeter TDS. Ved hjælp af Graduation Graph og Ratio t. 0 l. = t. 0 k. +  t. 0 , bestemme temperaturen på palmen.

Svarende til måling af halsens temperatur, øre af øret, kinderne, hagen osv.

Sluk for millivoltmeteren. Installer millivoltmeteren til arrymierens position.

Kontrol spørgsmål

Hvilke enheder kaldes sensorer. Sensorernes rolle i medico-biologiske målinger.

Hvad hedder sensorkarakteristisk, følsomhed, følsomhedsgrænse, nominel sensorfejl?

Giv begrebet generator og parametriske sensorer. Propekt eksempler på de og andre sensorer.

Giv begrebet bio-kontrollerede og energisensorer. Opret eksempler.

Forklar enheden og princippet om belastningsmålere, deres anvendelse i medicin.

Forklar enheden og princippet om sensoroperation. Temperatur (termoelementer og termistor).