Струменеві датчики положення
Датчик, первинний перетворювач, елемент вимірювального, сигнального, регулюючого або керуючого пристрою системи, що перетворює контрольовану величину (тиск, температуру, частоту, швидкість, переміщення, напруження, електричний струм і т.п.) в сигнал, зручний для вимірювання, передачі, перетворення , зберігання та реєстрації, а також для впливу їм на керовані процеси.
Зміст
Особливості датчиків
Датчики характеризуються: законом зміни вихідної величини (у) в залежності від вхідного впливу (вхідний величини х), межами змін вхідних (xmin - xmax) і вихідних величин (ymin - ymax); чутливістю S = D / Dx, порогом чутливості (значенням мінімальної дії, на яке реагує датчик.) і тимчасовими параметрами (постійними часу). Датчик є одними з основних елементів в пристроях дистанційних вимірювань, телевимірювань і телесигналізації, регулювання і управління, а також в різних приладах і пристроях для вимірювань у фізиці, біології та медицині для контролю життєдіяльності людини, тварин або рослин (біологічні датчики).
Струменеві датчики положення
Струменевий датчик положення, вимірювальний перетворювач лінійних або кутових переміщень в сигнал (електричний, механічний, пневматичний), зручний для реєстрації, дистанційної передачі і подальших перетворень.
Як датчик переміщень можуть бути використані ємнісні, індуктивні, трансформаторні, резисторні, струнні, фотоелектричні, струменеві, індукційні, феродинамічні датчики, що кодують диски. Розрізняють датчики малих переміщень - від декількох мкм до декількох см і великих переміщень - від десятків см до декількох м; для вимірювання великих переміщень застосовують датчики шляху. Найбільш високу чутливість при вимірі малих переміщень забезпечують фотоелектричні, ємкісні і деякі типи індуктивних датчиків. Для вимірювання переміщень, пов'язаних з деформацією деталей, використовують тензодатчики, зазвичай з підсилювачами.
Як правильно вибрати датчик положення
Неможливо уявити область, де б не застосовувалися датчики положення і переміщення, будучи важливою сполучною ланкою між електронною і механічної частинами приладів.
Вибираючи датчик, перш за все, необхідно правильно визначити пріоритети за такими критеріями:
- дозвіл і точність;
- лінійність;
- швидкість вимірюваного процесу;
- умови застосування і клас захисту;
- надійність;
- габаритні розміри;
- вартість.
Тепер, розставивши пріоритети, необхідно врахувати, що датчик може визначати абсолютне або відносне положення контрольованого об'єкта. Виходячи з цього, існують два основні методи визначення положення і вимірювання переміщень.
У першому методі датчик виробляє сигнал, який є функцією положення однієї з його частин, пов'язаних з рухомим об'єктом, а зміни цього сигналу відображають переміщення. Такі датчики положення називаються абсолютними. До них відносяться:
- резистивні (потенціометричні) датчики;
- індуктивні датчики з рухомим сердечником;
- ємнісні датчики з рухомими обкладинками;
- цифрові кодові датчики абсолютних значень.
У другому методі датчик генерує одиничний імпульс на кожному елементарному переміщенні, а становище визначається підрахунком суми імпульсів в залежності від напрямку переміщення. Такі датчики положення називаються відносними. Перевагою таких датчиків, в порівнянні з абсолютними, є простота і низька вартість, а недоліком - необхідність періодичного калібрування і подальшої мікропроцесорної обробки.
Датчики також діляться на контактні і безконтактні. В безконтактних датчиках зв'язок між рухомим об'єктом і датчиком здійснюється за допомогою магнітного, електромагнітного або електростатичного полів, а також оптоелектронним способом.
Де використовуються струменеві датчики
Датчики використовуються в багатьох галузях економіки - видобутку та переробки корисних копалин, промисловому виробництві, транспорті, комунікаціях, логістиці, будівництві, сільському господарстві, охороні здоров'я, науці та інших галузях - будучи в даний час невід'ємною частиною технічних пристроїв.
В автоматизованих системах управління датчики можуть виступати в ролі ініціюючих пристроїв, приводячи в дію обладнання, арматуру і програмне забезпечення. Показання датчиків в таких системах, як правило, записуються на накопичувач для контролю, обробки, аналізу і виводу на дисплей або принтер. Величезне значення датчики мають в робототехніці, де вони виступають в ролі рецепторів, за допомогою яких роботи і інші автоматичні пристрої отримують інформацію з навколишнього світу і своїх внутрішніх органів.
Струменеві датчики можуть бути використані при створенні струменевих систем управління реактивним двигуном замість існуючих електрогідравлічних систем. Передбачається, що струменеві системи будуть легше і менше за розмірами і мати в той же час меншою вартістю і більшою надійністю.
Інтенсивно ведеться розробка струменевих датчиків для систем управління польотом.
Фірми, які виготовляють Струменеві датчики положення
- Струменевий датчик випускає фірма Бош. Має ширину щілини для проходу контрольованого предмета 20 мм. У цьому випадку вдається збільшити ширину щілини А до 200 мм. Діаметр додаткового сопла становить 0 6 - 1 | 2 мм. [2]
- Фирмой ФЕСТО выпускаются также бесконтактные струйные датчики, принцип действия которых основан на взаимодействии встречных потоков воздуха и пересечении их контролируемым объектом.
Список використаної літератури
- Датчики: Справочное пособие / В.М. Шарапов, Е.С. Полищук, Н.Д. Кошевой, Г.Г. Ишанин, И.Г. Минаев, А.С.
- M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
- Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
- Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
- C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers.
