Классификация датчиков

По назначению различают датчики перемещения, усилий, угла поворота, частоты вращения и др.

По принципу действия датчики могут быть электрическими, механическими, акустическими, тепловыми, радиоактивными, радиоволновыми и др.

По способу преобразования неэлектрической величины в электрическую датчики подразделяются на следующие типы.

- активного сопротивления (потенциометрические, тензометрические, термосопротивления);

- индуктивные;

- емкостные;

- индукционные;

- фотоэлектрические;

- радиоволновые.

Механические датчики

Параметрические датчики перемещения

Генераторные датчики скорости

Принцип действия

Изменение активного сопротивления

Изменение индуктивности

Изменение емкости

Преобразования линейной и угловой скорости в ЭДС

Конструктивное исполнение

Потен-циомет-ричес-кий

Проволоч-ный тензомет-рический

Индук-тивный

Диффе-ренц. трансф.

Емкост-ной

Тахогенераторы постоянного и переменного тока

Область применения

Автомати-зация строитель-ных машин (земле-ройно-транс-портные краны)

Учет и контроль расхода цемента, измерение деформа-ций, испытание строитель-ных машин

Измерение усилий, уровня жидкостей, массы дозаторов, работомеры строительных машин, ОГП кранов

Контроль прогиба лент конвейера, контроль влажности, уровня

Измерение скорости вращения (угловой и линейной) машин, ленточных конвейеров

Рис. 4.1. Основные датчики, применяемые в строительстве

Датчики бывают контактными и бесконтактными. Чувствительный элемент в контактных датчиках непосредственно соприкасается с контролируемым веществом, а в бесконтактных датчиках не соприкасается (эти датчики создают вокруг себя поле, а контролируемая величина изменяет параметры этого поля).

В контактным датчикам относятся, например, потенциометрические, тензометрические, емкостные.

К бесконтактным относятся радиоактивные, ультразвуковые, фотоэлектрические, микроволновые и др. К преимуществам бесконтактных датчиков относятся высокая надежность и большой срок службы.

Величина (обычно неэлектрическая), воспринимаемая и контролируемая датчиком называется входной – индекс Х, а величина, преобразованная датчиком или выработанная им, - выходной – индекс У.

Изменение выходной величины в зависимости от изменения входной называется чувствительностью датчика.

Статическая характеристика датчика — это функциональная зависимость между выходной и входной величинами в установившемся режиме у = f(x). Характеристика преобразователя может быть линейной или нелинейной.

При линейной характеристике преобразователя чувствительность его

() – величина постоянная во всем диапазоне значений входной величины. При нелинейной характеристике величина чувствительности датчика изменяется в широких пределах.

Порогом чувствительности называют наименьшее (по абсолютному значению) значение входного сигнала, которое вызывает изменение выходного сигнала.

Погрешность - это изменение выходного сигнала, возникающее в результате изменения внутренних свойств датчика или изменения внешних условий его работы (изменение температуры окружающей среды, колебание напряжения и др.).

Переходной функцией называется реакция датчика на входной сигнал в виде единичной ступенчатой функции. Она позволяет с помощью постоянной времени (Т) оценить инерционные свойства датчика.

Чем выше Т, тем менее инерционный датчик, тем выше его динамические качества. Инерционность характеризуется отставанием изменений выходной величины (Y) от изменений входной (Х).