Sensorer - kilder til primær informasjon. Klassifisering av sensorer

Sensor - et konstruktivt ferdig element bestående av et sensitivt element og måle transdusere (IP). Med introduksjonen av enhetlige signaler i utøvelsen av instrumentfremstilling ble produksjonen av sensorer med et enhetlig utgangssignal inkludert. I dette tilfellet kalles sensoren den primære måleinduceren og normaliserende omformeren kombinert i en blokk. IP tjener til å konvertere det naturlige signalet til sensingselementet (primær omformer) til et skjema, praktisk for overføring eller behandling. Moderne sensorer inneholder noder som utfører linearisering, justering og annen signalbehandling. Et eksempel på en sensorstrukturell skjema er vist i fig. 10.

Fig.10. Strukturell ordning Sensor

De viktigste egenskapene til sensoren er: Inngangsparameter, utgang, statiske egenskaper, dynamiske egenskaper og feil, designegenskaper.

3.2.1. Statiske egenskaper av sensoren

Statiske egenskaper av sensoren(Skriv inn avkjørselen ) gjenspeiler den funksjonelle avhengigheten av utgangssignalet fra inngangsparameter I jevn modus. Statisk karakteristikk er satt: analytisk, grafisk, tabeller. Fig. elleve.

Fig.11. Statiske sensoregenskaper:

a) lineær ikke-forside, b) ekte nonlinear, c) reversible, d) hysterese.

I henhold til denne egenskapen er slike sensorparametere definert som følsomhet (konverteringsfaktor), følsomhet / tillatelsestærskel, linearitet, driftsverdi; Arbeids- /, dynamisk rekkevidde, hystereseparametere, etc. For enkelte typer sensorer (GSP termoelementer) er nominelle statiske egenskaper (NSX) installert, og nøyaktighetsklassene er installert i henhold til prosentandelen av avvik fra NSX.

1) Konverteringskoeffisienteller overføringskoeffisienten er forholdet mellom utgangsverdien til Y-elementet Y til inngangsverdien av XK eller forholdet mellom utgangen av utgangsverdien (\u003d Y 2 -Y1, DY) til økningen av inngangsverdien ( \u003d x 2 -x1, DX):

Chatatisk konverteringsfaktor (K, K ').

Verdien av den dynamiske konverteringskoeffisienten til D avhenger av valget av driftspunktet. (Fig. 10 b) punkt a).

2) Terskelfølsomhet Det kalles minimumsverdien på elementinngangen, som forårsaker endring i utgangsverdien. Når inngangsverdien på X endres fra 0 til terskelen, endres utgangsverdien Y ikke og lik 0. Fig. 10 a), b).

3) Linearitet. De statiske egenskapene til sensoren på arbeidsområdet (i nærheten av punktet a) må være lineær, avviket måles i%.

4) Drifting. Disse forskyvningsegenskapene ved endring av eksterne forhold i forhold til standarden. Fig. 10 a).

5) Område Målinger – utvalget av verdier av det målte signalet som de målte feilene er normalisert. Dette området er begrenset til målebegrensninger med de største og minste verdiene i måleområdet. D \u003dXkz ..XP.hvor xkz er den endelige verdien av instrumentskalaen, XP.- terskelen av følsomheten til instrumentene. Måleområdet kan bestå av flere underbånd. Dynamisk Utvalget brukes hvis rekkevidde er veldig stort.

Dd \u003d 20 * log (x 2 / x 1)

6) Kjennetegn på mange sensorer har hysterese: Sensorsignal ved direkte og bakre stopper varierer, hovedindikatoren hysterese Sløyfe bredde. Fig. 10 g).

7) Reléet kalles et automatiseringselement, hvor når inngangsverdien av X spesifisert verdi, Utgangsverdien endres med et hopp. Avhengigheten Y \u003d F (x) er et alternativ hysterese Og har en løkkeform. Fig.11.

Rulling Endre Y for øyeblikket x \u003d x 2 kalles verdi avtrekker. Rulling Endre Y på den tiden x \u003d x 1 kalles verdi utgivelse. Forholdet mellom størrelsen på frigjøring X 21 til verdien av responsen X 2 kalles koeffisient komme tilbake Vanligvis 2\u003e x 1, derfor, til. \u003d X 1 / x 2< 1.

3.2.2. Dynamisk sensor karakteristisk

Dynamisk karakteristisk Sensoren bestemmer oppførselen til sensoren i forbigående moduser. Dynamiske egenskaper bestemmer avhengigheten av utgangssignalet til sensoren fra verdiene som er endret i tide: parametrene til inngangssignalet, eksterne faktorer, belastninger. Avhengig av fullstendigheten av beskrivelsen av de dynamiske egenskapene til C forskjellige og private dynamiske egenskaper. De totale dynamiske egenskapene inkluderer en overgangskarakteristikk, en pulsovergangskarakteristikk, en amplitudefasegenskaper, et sett med amplitudefrekvens og fasefrekvensegenskaper, et girforhold. Privat dynamisk karakteristikk reflekterer ikke de fullt dynamiske egenskapene til sensoren. Eksempler på slike egenskaper er tidspunktet for sensorreaksjonen, dempekoeffisienten, verdien av den resonans selvvinkelfrekvensen, verdien av apå resonansfrekvensen, forsinkelsen, stigningstiden, tidspunktet for etableringen, Tiden for den første maksimale, statiske feilen, båndbredden, tidskonstanten.

For sensorer og måleomformere er reaksjonstiden tiden for å sette utgangssignalet, bestemt når inngangssignalet håper og inngangssignalet og den angitte feilen i å sette utgangssignalet. Dynamiske egenskaper av C Definer en dynamisk feil.

Fig. 13. Dynamiske sensoregenskaper

Figuren indikerer egenskaper:

forsinkelse - t;

rask tid - t 2 - t 1;

tid for det første maksimumet - T;

overgangstid - t 1;

båndbredden - P.

3.2.3. Feil

Når sensoren fungerer, er utgangsverdien av verdien fra den nødvendige verdien på grunn av interne eller eksterne faktorer (slitasje, aldring, svingninger i forsyningsspenning, temperatur, etc.). Avviket av karakteristikken kalles feil . Feil: delt inn i grunnleggende og ekstra.

Grunnleggende feil - Maksimal forskjell mellom utgangssignalet til sensoren og dens nominelle verdi under normale driftsforhold.

Ytterligere feil - forårsaket av endringen i eksterne forhold i forhold til normen normed for hovedfaktoren. Uttrykt som en prosentandel av endringen i faktoren. For eksempel: 1% med 5 ° C.

Hovedfeilen kan være absolutt, relativ og redusert.

men) Absolutt feil (feil) er forskjellen mellom gyldig verdi av utgangsverdien og dens nominelle verdi - y:

b) Relativ feilforholdet mellom den absolutte feilen kalles den nominelle (ønsket) verdi av utgangsverdien av Y (vanligvis uttrykt i%):

i) Begrenset feil Forholdet mellom absolutt feil kalles normaliseringsverdi: For omformere er dette den største verdien av produksjonsverdien for instrumenter maksimal verdi Skala. Størrelsen på denne feilen bestemmer nøyaktighetsklassen på enheten 0,1; 0,5; 1,0, etc.

Si-feil kan ha systematiske og tilfeldige komponenter. Tilfeldige komponenter fører til tvetydighet av stater. Derfor prøver de tilfeldige komponentene i feilene å gjøre ubetydelig i forhold til andre komponenter.

Systematiske målefeil er komponentene i feilene som forblir konstant og naturlig endret når gjentatte målinger av samme verdi. De permanente systematiske feilene inkluderer gradasjonsfeilen i skalaen, temperaturfeilen, etc. De variable systematiske feilene inkluderer feilen på grunn av strømforsyningen. Systematiske feil er utelukket ved å kalibrere eller introdusere endringer (forskyvning).

Tilfeldige målefeil er komponentene i målefeil, endring tilfeldig under gjentatte målinger av samme verdi. Verdien og tegnet på en tilfeldig feil er umulig å bestemme, siden tilfeldige feil er forpliktet til å være grunner, hvis handlinger ikke er like i hvert eksperiment og ikke kan tas i betraktning.

Tilfeldige feil finnes i gjentatte målinger av samme verdi, derfor er effekten på målingsresultatet tatt hensyn til med metoder for matematisk statistikk og sannsynlighetsteori. Fig. fjorten.

Fig. 14. Systematiske og tilfeldige komponenter av feil

Sensoregenskaper.

Sensoren må gjengi den fysiske verdien så raskt som mulig og nøyaktig. Selv om sensoren oftest er valgt på grunnlag av påliteligheten og bekvemmeligheten til tjenesten, forblir dens nøyaktighet, stabilitet og respons av resultatene de viktigste faktorene. Grunnlaget for arbeidet med administrerende datamaskin er inngangsinformasjonen, så nøyaktige og pålitelige målinger er en nødvendig betingelse for ledelseskvaliteten.

De fleste egenskapene til sensoren, som er gitt i den tekniske beskrivelsen, er statiske parametere. Disse parametrene viser ikke hvor raskt sensoren kan måle signalet som endres med høy hastighet. Egenskaper som reflekterer driften av sensoren i vilkårene for å endre inngangsangementer kalles dynamiske egenskaper. De påvirker betydelig driften av styringssystemet. Den perfekte sensoren reagerer umiddelbart på å endre målt fysisk mengde. I praksis trenger enhver sensor litt tid på utviklingen av et nytt inngangssignal. Tydeligvis, for en tilstrekkelig visning av reelle endringer i den observerte verdien, bør sensorreaksjonstiden være så liten som mulig. Dette er det samme prinsippet som gjelder for hele styringssystemet (datamaskin) med sanntidsprosessen som helhet: Tidsegenskapene til den fysiske prosessen bestemmer hastigheten på systemet (dataprestasjon). Imidlertid krever oftere et kompromiss mellom hastigheten på sensorreaksjonen og dens følsomhet for støy.

Tatt i betraktning sensorene som brukes av Saiu, er det nødvendig å kjenne egenskapene til de avgjørende egenskapene til deres arbeid, mens det er statiske og dynamiske egenskaper, bortsett fra dem, er slike parametere karakteristiske for sensorene som:

Nøyaktighet;

Vedtak;

Målefeil (feil).

Sensor nøyaktighet bestemmer forskjellen mellom den målte og gyldige verdien; Det kan tilskrives sensoren som helhet eller til en bestemt indikasjon. Sensorenes nøyaktighet avhenger ikke bare på maskinvaren, men også fra de resterende elementene i måleomplekset.

Vedtak -dette er den minste avviket av den målte verdien, som kan løses og reflekteres av sensoren. Tillatelsen er mye hyppigere enn nøyaktighet, angitt i tekniske beskrivelser.

Feil (feil) måling Bestemt som forskjellen mellom de målte og gyldige verdiene.

Målefeil kan klassifiseres og følgelig simulere som deterministisk (eller systematisk) og tilfeldig (eller stokastisk). Deterministiske feil er forbundet med en sensorfeil, som bryter med vilkårene for applikasjons- eller måleprosedyrer. Disse feilene gjentas hver gang. Typisk systematisk feil - dette er et skifte av avlesninger eller skift . I prinsippet elimineres systematiske feil under kalibrering . Tilfeldige feil har mest diverse opprinnelse. I de fleste tilfeller er dette en innvirkning. omgivende (Temperaturer, fuktighet, elektrisk leverandør, etc.). Hvis årsakene til tilfeldige feil er kjent, kan disse feilene kompenseres. Ofte er effekten av forstyrrelser preget av kvantifiserende parametere som gjennomsnittlig feil, standardfeilen eller standardavviket til scatteren eller feilen .

Dynamiske egenskaper av sensorer

Sensorens dynamiske egenskaper er preget av en rekke parametere, som imidlertid sjelden er sjeldne i tekniske beskrivelser av produsenter. Den dynamiske egenskapen til sensoren kan eksperimentelt oppnås som en reaksjon på hoppet av den målte inngangsverdien (figur 2.5).

Parametrene som beskriver sensorreaksjonen gir en ide om hastigheten (for eksempel økt tid, forsinkelse, tidspunktet for å nå det første maksimumet), inertielle egenskaper (relativ overtaking, innstillingstid) og nøyaktighet (forskyvning).

I prinsippet bør du streve for å minimere følgende parametere.

· Passage Tid Insensitivitet - tiden mellom begynnelsen av endringen i den fysiske størrelsen og øyeblikket av sensorreaksjonen, dvs. øyeblikket av begynnelsen av endringen i utgangssignalet.

· Lag - tiden gjennom hvilken sensoravlesningene for første gang når 50% av den stabile verdien. Andre forsinkelsesdefinisjoner finnes i litteraturen.

· Tidspunkt for økningen - tiden som utgangssignalet øker fra 10 til 90% av den stabile verdien. En annen definisjon av økende tid er verdien som skråningen av sensorreaksjonskurven til hoppet av den målte verdien på tidspunktet for å nå 50% av den stabile verdien multiplisert med den innstilte verdien. Noen ganger brukes andre definisjoner. Små rask tid angir alltid et raskt svar.

· Tid for å oppnå det første maksimumet - oppnåsiden til det første maksimumet av utgangssignalet (overhengende).

· Overgangstid, tid etablering- tiden som starter fra hvilken avviket av sensorutgangen fra den stabile verdien blir mindre enn den angitte verdien (for eksempel ± 5%).

· Relativ samtale - Forskjellen mellom maksimale og etablerte verdier, tilskrives den etablerte verdien (i prosent).

· Statisk feil - avvik av utgangsstørrelsen på sensoren fra den sanne verdien eller forskyvningen. Kan elimineres sensorkalibrering.

I reelle forhold har enkelte krav til sensorer alltid motsette seg hverandre, slik at alle parametere ikke kan minimeres samtidig.

Statiske egenskaper av sensorer

Statiske sensoregenskaper viser hvordan sensorutgangen gjenspeiler den målte verdien etter en stund etter endringen når utgangssignalet er installert på en ny verdi. En viktig statiske parametere er: følsomhet, oppløsning eller oppløsning, linearitet, null drift og en komplett drift, driftsområde, repeterbarhet og reproduserbarhet av resultatet.

Følsomhetsensoren er definert som forholdet mellom verdien
Utgangssignalet til en enkelt inngangsverdi (for tynn måle teknologier, kan deteksjon av følsomhet være mer kompleks).

Vedtak - dette er den minste endringen i den målte verdien som kan løses og nøyaktig vises av sensoren.

Linearitet ikke beskrevet analytisk, men bestemt på grunnlag av
Kondisjoneringssensorkurve. Den statiske kalibreringskurven viser avhengigheten av utgangssignalet fra inngangen under stasjonære forhold. Nærheten til denne kurven til en rett linje og bestemmer graden av linearitet. Maksimal avvik fra lineær avhengighet er uttrykt som en prosentandel.

Statisk forsterkning eller konstant nåværende gevinst
- dette er gevinsten av sensoren i en veldig lavfrekvenser. En stor forsterkningskoeffisient tilsvarer en høy følsomhet på måleapparatet.

Drifting. bestemt som avviket av sensoravlesningene når de målte
Verdien forblir konstant i lang tid. Størrelsen på driften

det kan bestemmes på , maksimum eller noe mellomliggende tegn på inngangssignalet. Når du kontrollerer nulldrift, støttes den målte verdien på nullnivå eller nivået som tilsvarer et nullutgangssignal, og kontrollen av driften på det maksimale utføres til verdien av den målte verdien som tilsvarer den øvre grensen for driftsområdet "av sensoren. Sensordrift er forårsaket av Ustabilitet av forsterkeren, en endring i omgivelsesforholdene (for eksempel temperatur, trykk, fuktighet eller vibrasjonsnivå), strømforsyningsparametere eller sensor selv (aldring, ressursproduksjon, ikke-linearitet, etc.).

Driftsområde sensor bestemmes av gyldig topp
og nedre grenser for inngangsverdien eller nivået på utgangssignalet.

Repeterbarhet karakterisert som en avvik mellom flere
Sekventielle målinger til en gitt verdi av den målte verdien på samme betingelser, særlig tilnærmingen til en gitt verdi bør alltid forekomme både eller som en økning i eller som synkende. Målinger bør utføres i en slik periode, slik at effekten av driften ikke vises. Repeterbarhet er vanligvis uttrykt som en prosentandel av driftsområdet.

Reproducerbarhet i likhet med repeterbarhet, men krever et større intervall mellom målingene. Mellom reproduserbarhetsinspeksjoner, bør sensoren brukes til det tiltenkte formål, og det kan dessuten bli kalibrert. Reproducerbarhet er spesifisert som prosentandel av arbeidsområdet, tildelt en tidsenhet (for eksempel måned).

Feiljustert automatisk alarm leverer ulempen til bilens eier. Resultatet av feil når du angir alarmpåvirkningssensoren, er for hyppig en varselaktivering eller fullstendig fravær Reaksjoner på hva som skjer. Følg instruksjonene nedenfor, og du raskt, uten mye innsats, sett automatisk signalsensorer til ønsket modus.

Hvorfor trenger du å endre følsomheten til støtføleren?

Prosessen utføres i følgende tilfeller:

hvis alarmen er for følsom (det fungerer fra tordenværet som passerer av biler og annen forstyrrelse);
hvis hun ikke reagerer selv for å blåses over bilen.

Før du starter arbeidet, er det nødvendig å avgjøre hva som forårsaker feil drift av bilalarm. Det er flere mest sannsynlige grunner:

komponenter er dårlig faste;
parametrene for bilalarm er feil justert.

Sjekk om sensorene og den elektroniske signalkontrollenheten er sikre. Kanskje problemet vil kunne bestemme, bare returnere dem til stedet.

Konfigurer følsomheten til slagføleren

Den totale sekvensen av handlinger når du angir sensitiviteten til slagsensoren er gitt nedenfor:

Koble fra batteriet. Merk følgende! Dokumentasjon for enkelte autoalarmer forbyder det. I så fall må du fjerne belysningssikringen for å forhindre for rask energitap av batteriet.
Finn plasseringen av det følsomme alarmelementet. I de fleste tilfeller ligger den under frontpanelet, men mulig forskjellige varianter. Utforsk instruksjonene for transportanlegget. Se etter en betjent term på den - dette er en standard sjokk sensor betegnelse.
Før du starter parametrene, koble fra sikkerhetsmodus. Slå systemet til programmeringsmodus. Den nøyaktige metoden for å sette slagsensoren avhenger av funksjonene til den installerte automatisk alarmen. I gamle modeller brukes skruen, i de nye knappene.
Vær oppmerksom på signalfølsomhetsskalaen. Det indikerer tilgjengelige nivåer. Deres mengde er vanligvis fra 0 til 10, hvor 0 er et komplett fravær av en reaksjon på hendelser, og 10 er maksimal mulig følsomhet. I nye maskiner er indikatoren vanligvis satt til 5.
Det anbefales ikke å forbedre følsomheten til slagføleren for mye. De fleste signaleringsmodeller er designet for ca. 10 utløsere per 1 syklus, hvorpå bilen må gjenta automatisk alarm i sikkerhetsmodus.

Valget av spesifikke autoalarmparametere avhenger av egenskapene til bilen (dens vekt, metoden for installasjon av sikkerhetskomponenter) og situasjonen på parkeringsplassen. Når du velger en passende indikator, anbefales det å stadig kontrollere stabiliteten til utløsningen av sensoren. Velge et visst antall og slo litt på kroppen. Hvis reaksjonen ikke følger, slå den lille sterkere. Bestem hvilken innsats sikkerhetssystemet høres.

For å oppnå maksimal nøyaktighet, sett maskinen til sikkerhetsmodus og vent om tre minutter, og deretter kontrollere følsomheten til alarmen. Etter hver sjekk, vent et par minutter. I mange beskyttende systemer Bilalarm er oversatt til økt følsomhetsmodus hvis skroget nettopp har blitt eksponert mekanisk.

Noen ganger er alarminnstillingen mulig i halvautomatisk modus. I dette tilfellet blir sensoren oversatt til "læringsmodus, hvorpå det er nødvendig å bruke slagene av forskjellig styrke til kroppen. Husk imidlertid at bilalarmen er forskjellig oppfattet av mekaniske belastninger på forskjellige deler av bilen. For eksempel er slaget på hjulet "følte" svakere enn hetten.

Stille inn Starline Alarm Impact Sensor

Vurder regulatorisk prosessen på eksemplet på den utbredte bilalarmen Starline A61.

Prosessen er ganske enkel. Det eneste verktøyet du trenger er en tynn krysskrutrekker. Hovedproblemet er å søke installert enhet Starline. Den offisielle instruksjonen sier at den skal plasseres ved foten av rattstammen. I servicesentre Følg typisk denne instruksjonen vanligvis ved å plassere alarmkomponenten i kolonnen ved siden av pedalene.

Strike Sensor "starline" er utstyrt med tynne mekanismer for å justere parametrene. En skrutrekker brukes til å justere følsomheten. Hvis du slår på venstre mekanisme, reduseres følsomheten til bilalarmen, hvis det er rett.

I prosessen anbefales det å regelmessig sjekke effektiviteten i arbeidet. Starline A61 bilalarm kjører på piezoeneffekt. Når maskinen rammet, dannes en lydbølge, som gjelder for de interne komponentene og kommer til "Starline" støtføleren. Optimal ytelse er kun garantert hvis den følsomme komponenten i alarmen er sikkert festet på metallet.

For å konfigurere sensitiviteten til bilalarm, redusere begge sonene og legge til en advarselssone (plassert ved siden av den grønne LED-lampen). Installer maskinen i sikkerhetsmodus og vent om et minutt. Nå vil du merkbart slå på kroppen sin. Hvis følsomheten til enheten er for sterk, reduser parameteren. Hvis alarmen ikke virker - øke. En lignende måte er å konfigurere Starline Car Alarm Alarm Zone.

Hovedproblemer i konfigurering

Hvis etter regulering av Starline Shock-sensoren fortsetter å fungere feil, kan du prøve å tilbakestille parametrene. Informasjon om hvordan du gjør dette er angitt i instruksjonene. Hvis det ikke er noen informasjon, er det bedre å gå til bilen service - de vet hvordan man skal jobbe med noen form for signalering.

Prosessen med å regulere bilalarmen "starline" er relativt enkel. Det viktigste er å rette resultatet og sette ønsket nivå av følsomhet. Husk at i fravær av erfaring med å løse slike problemer, eller, hvis du ønsker, juster alarmen så raskt og effektivt og effektivt gå til hundre.

Sensoren er nøkkelelementet i SRV og må gjengi den fysiske verdien så raskt som mulig og nøyaktig. Ved vurdering og sammenligning av måleinducene er det nødvendig å ta hensyn til følgende grunnleggende egenskaper:

1. Reproducerbarhet av konverteringsfunksjonen . Evnen til å produsere omformere med forhåndsbestemte egenskaper er forutsetning Utgivelsen av utskiftbare omformere.

2. Konstans i tid på konverteringsfunksjonen . Når du endrer konverteringsfunksjonen over tid, må du gjenta eksamen, noe som er ekstremt uønsket, og i noen tilfeller er det umulig (omformeren er på et utilgjengelig sted).

3. For å lette foreningen av utgangssignalet til omformere for å kunne bruke dem med digitale måleinstrumenter, måling informasjonssystemer og databehandling maskiner Mest ønsket funksjon av transformasjonen y \u003d f (x) lineær visning .

4. En viktig egenskap av omformeren er dens feil og følsomhet . Den viktigste feilen i omformeren kan skyldes handlingsprinsippet, ufullkommenheten til design og produksjonsteknologi, og det manifesteres ved nominelle verdier av eksterne faktorer.

5. Omvendt effekt av omformeren til den målte verdien . Omformere har en motsatt effekt på den målte verdien, forvrenger den, noe som forårsaker endring i utgangssignalet.

6. Dynamiske egenskaper av omformeren . Når inngangsverdien endres i omformeren, oppstår en overgangsprosess, hvor karakteren avhenger av tilstedeværelsen av elementer i omformeren, glstrikkenergi (bevegelige deler, elektriske kondensatorer, induktorer spoler, deler med varmekapasitet, etc.). Overgangsprosessen manifesteres i form av tröghet - forsinker reaksjonen av omformeren for å endre inngangsverdien.

Ved måling av de raskt skiftende verdiene, opererer omformeren i ikke-stasjonær modus, og derfor når man vurderer kvaliteten på omformere, er det nødvendig å ta hensyn til deres dynamiske egenskaper, noe som betydelig bestemmer måle nøyaktigheten. Dynamiske egenskaper av omformeren i samsvar med GOST 8.256 – 77 kan karakteriseres av komplette og private dynamiske egenskaper. Vanligvis er omformeren nødvendig for å gjøre den minimal forsinkelse i konverteringsprosessen. I tillegg til de vurderte egenskapene som vurderes, tas også andre indikatorer på arbeidskvaliteten når de vurderes om omformere; Effekt av eksterne faktorer (temperatur, trykk, vibrasjon, etc.), eksplosjonssikkerhet, motstand mot mekaniske, termiske, elektriske og andre overbelastninger, enkel installasjon og vedlikehold, dimensjoner, masse, bekvemmelighet av oppgradering, kostnad for produksjon og drift, pålitelighet , etc. d.

De fleste egenskapene til sensoren, som er gitt i teknisk beskrivelse – statiske parametere :

1. Følsomhet måleverktøy - Forholdet mellom signalendringen ved utgangen av måleanordningen til den endrede endringen av den målte verdien.

2. Vedtak - Den minste endringen i den målte verdien, som kan løses og nøyaktig vises av sensoren.

3. Linear. - Ikke beskrevet analytisk, men bestemt, basert på sensorens kalibreringskurve. Nærheten til denne kurven til en rett linje bestemmer graden av linearitet.

4. Arbeidsområde - bestemt av de øvre og nedre grensene for inngangsverdien.

Dynamiske (parametere) sensoregenskaper ( fig. 5.9.):

– passage Tid Insensitivitet - tid mellom begynnelsen av endringen i den fysiske størrelsen og øyeblikkets øyeblikk av sensorreaksjonen;

– lag - tid gjennom hvilken sensoravlesningen for første gang når 50% av den stabile verdien;

– tidspunkt for økningen -Tid, for hvilken utgangssignalet øker fra 10% til 90% av den stabile verdien;

– overgangstid(installasjonstid) - Tid fra hvilket avvikene i sensorutgangen fra den stabile verdien blir mindre enn den angitte verdien, for eksempel ± 5%.

Egenskaper for måling av transdusere av ikke-elektriske verdier. Avhengigheten av utgangsverdien til måleinduceren w. fra inngangen h. Uttrykt av konverteringsekvasjonen w.=f.(h.) Konverteringsekvasjonen (transformasjonsfunksjonen) må vanligvis være eksperimentelt, dvs. feriested til kalibrering av omformere. Gradueringsresultatene uttrykkes i form av tabeller, grafer eller analytisk.

Ofte i omformere utgangssignal w. Det avhenger ikke bare på inngangsmålbar verdi h.Men fra. ekstern faktor Z., dvs. konverteringsfunksjonen i generell y \u003d F.(x, Z.). I dette tilfellet, under eksamen, bestemmes en rekke konverteringsfunksjoner når forskjellige verdier Z.. Kunnskap om konverteringsfunksjonene ved forskjellige verdier av den påvirkningsfaktoren gjør at man kan operere på en eller annen måte (ved å introdusere en endring, automatisk korreksjon) for å ta hensyn til påvirkning av den eksterne faktoren. Følsomhet S. Hele måleanordningen av direkte konvertering bestående av en sekvensiell rekke måleinducere bestemmes av formelen

S.=S. 1 S. 2 S. 3 …S N.,

hvor S. 1 , S. 2 , S. 3 ... S N. - Følsomhet av omformere som danner kanaloverføringskanalen.

Hver omformer har sin egen feil, og selvfølgelig vil maksimal feil på hele måleapparatet bygget i henhold til direkte konverteringsmetoden være lik mengden av feilene til individuelle omformere. Derfor, til tross for enkelheten og hastigheten på enheter som er bygget i henhold til direkte konverteringsmetoden, for nøyaktige målinger av ikke-elektriske verdier, brukes balanseringsmetoden. I dette tilfellet bestemmes følsomheten til måleinnretningen med formelen

S.=K./(1+K.β),

hvor TIL - den fremre transformasjonskjeden overføringskoeffisienten; β er transformasjonskjeden transformasjonskoeffisienten.

Når du utfører tilstanden TILβ >> 1 Feilen på måleanordningen vil bare bestemmes av feilen i den omvendte konverteringskjeden. Verdiene av produksjonsverdiene til de fleste primære transdusere - termoelementer, termistorer, ioniseringsomformere, gassanalysatorer og andre er ubetydelige og er vanligvis i området 10 -6 -10 -2 V og 10 -10 -10 - 5 A. Uten forutgående få små spenninger og strømmer som umulig, ikke måler eller passerer over kommunikasjonslinjene uten betydelige feil. På grunn av utviklingen av operasjonelle integrerte forsterkere for parametriske omformere, er broen kjeder med automatisk balansering mye brukt.

Ordningen av broen av sporingsbalansen med en statisk karakteristikk er vist på fig. 5.10. Her R. 1 – Kobber termistor designet for å måle temperaturen, og de resterende broen skuldrene dannes av motstander R. 2 R. 4 I. R. 3 + R. M. .

La med den målte temperaturbestandigheten R. 1 =R. 3 +R. M I. R. 2 =R. 4, så spenningen på diagonalen U. og b levert til forsterkerinngangen, også lik null og pekerstrøm JEG. UK \u003d 0. Med en økning i motstanden R. 1 forsterker vil gi ved utgangen av en slik strøm JEG. Yk for å slippe spenningen på motstanden R. M balansert spenningsvekst på motstanden R. 1 . Således vil broen forbli i likevekt og omfanget av enheten vil være lineær i trinnene δ R. 1 og motstand R. M bestemmer omfanget av forholdet mellom δ R. 1 I. JEG. yk.

Feilen som ble introdusert av forbindelseslinjen (kommunikasjonskanal) anses som en komponent i en metodisk feil som er en del av den totale feilen av målinger av ikke-elektrisk størrelse. Nøyaktigheten av resultatet av denne måling kan estimeres med en omtrentlig maksimal feil i formelen

| Δ max | \u003d | Δ pp | + | Δ иц | + | Δ Er| + | Δ m |

hvor δ max. – grensen for den tillatte relative feilen med måling av ikke-elektrisk verdi; Δp. – Maksimal verdi av den relative feilen til den primære omformeren; Δ иц. – relativ feil på målekretsen; Δ. Er -relativ feil måling av produksjonen som viser enheten; Δ m - metodisk feil.

Analyse av broen. Skuldermotstanden til broen kan være både aktiv og reaktiv, og strømkilden H kan variere på steder, mens sensitiviteten til broen også endres. Broer er utformet slik at spenningen på måle diagonalen er fraværende hvis inngangsverdien ikke påvirker differensialkonverteren. Så, når ankeret av differensial induktive omformer som er inkludert i brokretsen, er i midtposisjonen, motstand mot skuldrene Z. 1 I. Z. 2 er lik hverandre, deres verdier er tatt for Z. 0 .

For å forenkle analysen, kan vi anta at differensialkonverteren består av to enkle omformere. Når du beveger anker, blir motstanden til en seksjon lik Z. 1 \u003d Z. 0 + D. Z. 1, motstand mot en annen Z. 2 \u003d Z. 0 – D. Z. 2. Motstander D. Z. 1 \u003d Z. 1 -Z. 0 og D. Z. 2 \u003d Z. 0 -Z. 2 som svarer til en viss bevegelse av ankeret i forhold til sin midtposisjon, i det generelle tilfellet er ikke lik seg selv på grunn av konverteringsfunksjonens ikke-linearitet. Men hvis bevegelsen ikke er nok, er deres forskjeller ubetydelige. Vi foreslår at med små bevegelser av ankeret i forhold til sin gjennomsnittlige posisjon, avhenger endringen i motstanden lineært av bevegelsen av ankeret h.. Så, i induktive transdusere når du beveger ankermotstanden mot den primære viklingen Z. 1 En enkel omformer øker, og den andre Z. 2 – omtrent samme beløp reduseres. Hvor

D. Z. 1 \u003d D. Z. 2 \u003d D. Z..

Hvis lastmotstanden R. n høy nok (modus tomgangsflytting), T. utgangsspenning Broen er likeverdig

U. Du x \u003d – =
,

hvor U. - forsyningsspenningen. Som Z. 1 I. Z. 2 Aktiver de samme motstandene.

I fravær av inngangsavbruddsmotstand Z. 1 =Z. 2 =Z. 0. I tillegg velger vanligvis Z. 3 \u003d Z. fire. I dette tilfellet, når deformasjonen av silen er fraværende ( e \u003d.0), U x \u003d.0.

Med inngangseksponering er utgangsspenningen til broen proporsjonal med forskjellen i resistens av silene:

U. Du x \u003d .

Bro-kjeden er differensial, derfor kompenserer additivfeil for det. Ved bruk av brokjeden er instrumentene bygget på differensialdiagrammet til den første eller andre typen.

Når du bruker et differensialdiagram over den første typen, dvs. til Z. 1 \u003d Z. 0 + D. Z. og Z. 2 \u003d Z. 0, er utgangsspenningen til kjeden likeverdig

U. Du x \u003d .

Endringer i omformermotstand er vanligvis små, og vi kan anta at spenningen på måle diagonal av broen endres i forhold til D Z / z. I dette tilfellet er funksjonen til å konvertere en brokrets i tomgangsmodus preget av følsomhet:

S. CX \u003d =U./4,

hvor U x -spenning på måle diagonal når motstanden til omformeren er lik d Z.

Når du bruker den andre types differensialordningen, når Z. 1 \u003d Z. 0 + D. Z. og Z. 2 \u003d Z. 0- Z., utgangsspenning og følsomhet i tomgangsmodus blir doblet:

U. Du x \u003d , men S. CX \u003d =U./2.

Utføre måling av transformasjon Sensoren opererer i reelle produksjonsbetingelser for drift, ofte veldig tung forbundet med høyt trykk og temperaturer med innflytelse av aggressive medier. Sensoren påvirker samtidig et stort antall parametere. Blant disse parametrene er bare en målt verdi, og alle andre er eksterne parametere som karakteriserer produksjonsmiljøet. Disse eksterne parametrene er forstyrrelser i dette tilfellet. Hver sensor må på bakgrunnen for interferens den beste måten Reagere på den målte inngangsverdien, generere den aktuelle utgangsverdien eller utgangskoden. Ved konstruksjon av sensorer benyttes ulike fysiske prinsipper, som i stor grad bestemmer områdene av rasjonell bruk av en sensor.

Parametrisk sensor Endrer noen av sine parametere under påvirkning av den mest målte verdien og krever tilkobling til enhver ekstern energikilde.

Generator sensor I seg selv genererer et utgangssignal og krever ikke tilkobling til en ekstern energikilde.

Som eksempler på sensorer av denne typen kan forskjellige piezoelektriske trykksensorer eller tachogenerator rotasjonshastighetssensorer kalles. Parametriske sensorer inkluderer:

resistiv;
induktiv;
transformator;
kapasitiv.

Generatorens sensorer inkluderer:

termoelektrisk;
induksjon;
piezoelektrisk;
fotoelektriske.

Med hensyn til sensorene brukes følgende hoveddefinisjoner og vilkår.

Sensor konvertering funksjon - Dette er avhengigheten av utgangsverdien til denne måle transduseren fra inngangen, spesifisert eller av et analytisk uttrykk, eller en tidsplan eller et bord.

Følsomhetssensor - Dette er en nikket verdi som viser hvordan utgangsverdien endres når inngangsverdien endres per enhet. For termoelementet vil følsomhetsenheten være MV / K (milvolut per 1 graders Kelvin), for en justerbar elektrisk motor - sving per sekund per 1 volt, etc.

Oppløsningskonvertering - Dette er den minste endringen i inngangssignalet, som kan måles av omformeren.

Reproducerbarhet Det er et mål for det faktum at resultatene av målinger av samme fysiske mengde er nær hverandre.

Presisjon Det er et mål på hvor nært er resultatene av lignende målinger til hverandre.

Nøyaktighet (feil) måling Viser hvordan sensoren vist er verdien av parameteren i nærheten av sin sanne verdi. Vanligvis er nøyaktigheten satt som en prosentandel av den totale skalaen på måleapparatet, og som følge av dette representerer en absolutt verdi.

Hvis enheten ikke brukes til det tiltenkte formål, oppstår det programfeil. I de fleste tilfeller, når man måler mekaniske verdier, blir belastningen oppfattet ikke av omformeren selv, men et elastisk element som deformeres av den målte verdien. Inngangsverdien i dette tilfellet kan være en fokusert kraft, dreiemoment, gasstrykk eller væske, etc., utgangssignalet kan være både informasjonen som er direkte oppfattet av mennesker og den elektriske parameteren. Skille sensorens statiske og dynamiske egenskaper. Under sensorens statiske karakteristikk er forholdet mellom de etablerte verdiene av inngangs- og utgangsverdiene forstått. Under sensorens dynamiske egenskaper, blir oppførselen til utgangsverdien under overgangsprosessen som svar på den øyeblikkelige (trinnvise) endring av den målte inngangsverdien forstått. Hvis en avhengighet er bygget i den statiske egenskapen til sensoren bare mellom verdien av Y-utgangsverdien som svar på

utslippet av inngangsverdien X, deretter i den dynamiske egenskapen til sensoren, er tidsparameteren T-en involvert, og denne egenskapen er avhengigheten av skjemaet y \u003d y (t). Åpenbart er innstillingsverdien av utgangsverdien til sensoren verdien om at utgangsverdien kjøper etter slutten av alle transienter, dvs. Med t, aspiring til uendelig. Forholdet mellom de etablerte verdiene for inngangs- og utgangsverdiene i forhold til sensorene kalles en målkurve. Forskjellige typer De statiske egenskapene til målefølere med en proporsjonal produksjon er vist i figuren.

Figur "A" viser den idealiserte statiske egenskapen til en slik sensor. Nullverdien av inngangsverdien i dette tilfellet tilsvarer nullverdien av utgangsverdien.

Figur "B" viser den idealiserte statiske egenskapen til sensoren med ufølsomhetssonen. I en slik sensor, endres endringen i inngangsverdien til verdien av Δx, kalt sensitivitetsgrensen, ikke til utseendet på et hvilket som helst signal på utgangen. Først etter at det viser seg at x\u003e Δх, vil utgangsverdien vokse, fra , proporsjonal med endringen i inngangsverdien.

I figuren "B", er en idealisert statisk karakteristikk for sensoren med ufølsomhetssonen og metning av avkjøringen gitt. I en slik sensor, etter å ha oppnådd sensitivitetsgrensen, øker utgangsverdien i forhold til veksten av inngangsverdien, men til en viss grenseverdi ΔY, som kalles metningsverdien av utgangsverdien. Etter at det viser seg at Y\u003e Δy, fører den videre veksten av inngangsverdien X ikke til enhver økning i U.

Endelig viser "G" -figuren den idealiserte statiske egenskapen til sensoren med usikkerhetssonen ved inngangen, med metning på utgangen og med hysterese loop. Hysteresen kalles forskjellen mellom arten av overholdelsen av utgangs- og inngangsverdiene i direkte og bakover for å endre inngangsverdien. Nesten dette er uttrykt i det faktum at verdien av utgangsverdien ved en økning i inngangsverdien ikke faller sammen med sine verdier ved en nedgang i inngangsverdien, og derfor i nærvær av hysterese, følsomheten til Sensor med "rett" og "revers" bevegelser av ikke-Etinakov. Legg merke til at verdien av utgangsverdien med en økning i inngangsverdien kan være både "varsel" og "lagre bak" sammenlignet med sine verdier som synkende inngangsverdien. I det første tilfellet snakker de om en positiv hysterese, og i den andre - om det negative. Den absolutte verdien av forskjellen i verdiene til X er stigende og synkende inngangsverdien, hvor verdien av utgangen er den samme verdien, kalt hysterese-sløyfenbredden. Hvis hysterese-loopbredden er så høy at målfølerkurven kommer inn i regionen av de negative verdiene til inngangsverdien, betyr dette at y \u003d 0 med x< 0, а при X =0 имеет место Y> 0. I dette tilfellet sies det at dette elementet har "minne", siden utgangen forblir en ikke-null verdi og etter at inngangen er null. Men dette vil bare skje hvis det før det er at størrelsen på innløpet utførte den økende syklusen med den påfølgende nedgangen på minst til null. Hvis det ikke var slik syklus ved inngangen, vil nullverdien fortsette ved utgangen av sensoren. Med andre ord, ser på tilstanden til sensorutgangen i dette øyeblikket, Du kan konkludere om hva som skjedde ved inngangen til tidligere poeng. Dette er det som kalles "minne". Men B. virkelig liv Det er praktisk talt ingen sensorer med en idealisert proporsjonal (lineær) avhengighet mellom verdiene til utgangs- og inngangsverdiene. Dette betyr at økningen av utgangsverdien som svar på enhetens økning av inngangsverdien ikke er konstant gjennom intervallet av endringer i den målte verdien. Denne situasjonen kan opprettes når endringene som skjedde i det, vil føre til betydelige endringer i produksjonsverdien, og på slutten av endringen i inngangsverdien av endringene som oppstod i det, vil det føre til små endringer i utgangsverdien. Det kan også være et omvendt bilde.

I noen tilfeller, for bekvemmeligheten av videre analyse, kan den faktiske ikke-lineære statiske karakteristikken for sensoren under visse størrelser av måling og med en viss effekt på lesingene av denne sensoren, være omtrent erstattet av en bestemt lineær ekvivalent. Under visse forhold er en slik operasjon tillatt, og så kalles det linearisering. I noen tilfeller er ikke-lineære karakter av de statiske egenskapene til sensoren ikke skadelig, og kan effektivt brukes til ulike automatiseringsoppgaver. Et eksempel på denne typen, mye brukt i ulike enheter Automatisering, er en sensor med en statisk relétype karakteristisk. Med en økning i inngangsverdien, før den når utløsergrensen, vil nullverdien av utgangsverdien bli observert ved utgangen av sensoren, og så snart inngangsverdien når utløsningsgrensen, kan utgangsverdien umiddelbart (" Klikk ") vil nå sin maksimale verdi, og med ytterligere økende inngangsverdier vil ikke øke lenger. Et eksempel på denne typen kan tjene som den såkalte ti det vanlige hjemmelaget. Så snart temperaturen i kjøleskapet når en gitt verdi, vil temperaturføleren, kalt termostaten og relékarakteristikken, inkludere en elektrisk motor, pumping av kjølemiddel (Freon). Når temperaturen er redusert, er den elektriske motoren slått av og temperaturen inne i kjøleskapet slutter å redusere. Tidligere ble de statiske egenskapene til slike sensorer vurdert, hvor inngangsverdien, stigende og avtagende, forblir likevel større null. Som regel er det faktisk et sted når du angir parametere teknologiske prosesser Produksjon av maskindeler. Dette er for eksempel karakteristisk for å måle bevegelsene til arbeidslegemene til maskinverktøy, trykk i hydrauliske systemer eller temperaturer i herdingsovner. Imidlertid, i noen tilfeller, for eksempel, når man måler de faktiske avvikene i størrelsen fra den nominelle, er avviket av den målte verdien mulig både i positiv og i negativ side. Utgangsverdien kan leveres av en proporsjonal modul av endringer i inngangsverdien (eller ikke-lineært avhengig av det) både uten hysterese og hysterese.

For å sammenligne, under likeverdige forhold, anses de dynamiske egenskapene til forskjellige sensorer at effektene av de samme artene kommer til sine innganger, nemlig: trappet. Dette betyr en øyeblikkelig "skisse" av inngangsverdien. Nesten dette tilsvarer for eksempel inkluderingen av spenningen til den elektriske motoren eller rommet i termoelementet i herdingsovnen etc. Motoren vil ikke få momentum ikke umiddelbart, men i samsvar med de dynamiske egenskapene til stasjonen som den er slått på. Sensasjonene til termoelementet vil også begynne å reflektere temperaturen i ovnen, ikke umiddelbart, men som han var oppvarmet av dette termoelementet etc. For de dynamiske egenskapene til sensorer er preget av tre tilfeller. Det første tilfellet tilsvarer ren forsinkelse i sensoren når utgangsverdien bare gjentar (i en bestemt skala) inngangsverdi, retardering med hensyn til den permanent. Det andre tilfellet tilsvarer den aperiodiske naturen i overgangsprosessen, når utgangsverdien gradvis nærmer seg den nylig etablerte verdien med monotont måte (monotontously fallende eller monotont rullet). Det tredje tilfellet tilsvarer overgangsprosessenes oscillatoriske karakter, når utgangsverdien gradvis nærmer seg den nylig installerte verdien, noe som gjør en eller flere svingninger under overgangsprosessen, som overstiger den nye verdien av utgangsverdien, og deretter tilbake til den. Dynamiske prosesser i sensorer er preget av kvaliteten på overgangsprosessen. Disse inkluderer:

slutten av overgangsprosessen;
verdien av å overskride under overgangsprosessen av utgangsparameteren over den nylig installerte verdien;
antall oscillasjoner av produksjonsverdien under gjennomføring av overgangsprosessen.

En integrert indikator for kvaliteten på overgangsprosessen brukes også, som vanligvis representerer Integrand-området i overgangskurven. For produksjonsparameter sensorer viktige egenskaper Det er også et måleområde, som er en forskjell mellom de tillatte maksimale og minimale etablerte verdiene av den målte verdien, samt båndbredden, som er forskjellen mellom de maksimale og minste frekvensene av endringer i inngangsverdien, til Arbeid som denne sensoren er ment for. Som for feilene om målinger av produksjonsparametere, uunngåelig oppstår i noen praktiske systemer Automatisering, de er vanlige å bli klassifisert som følger: