Радиоэлектроника и телекоммуникации
измерительный преобразователь числовой сигнал
Датчик - это часть измерительной системы имеющий самостоятельное конструктивное оформление, но вместе с тем обеспечивающий достижение полезного эффекта только при наличии всех других средств, входящих в систему Он осуществляет функцию преобразования вида энергии сигнала, в другой вид, удобный для передачи информации в пространстве и хранения в течение определенного времени. Таким обратом, с энергетической точки прения роль датчика заключается и том, чтобы отобрать некоторую мощность у объекта для создании измерительного сигнала и передать ее с такими изменениями, которые не нарушили бы на всем пути следования сигнала адекватность модели и объекта.
Для преобразования механических величин в удобную для передачи и восприятия форму используются различные физические явления, такие как:
1. Тензорезистивный эффект, заключающийся в изменении активного сопротивления проводника под действием механических напряжений, для металлов и сплавов активное сопротивление меняется в основном за счёт изменения геометрических размеров, для полупроводников - за счёт изменения удельного электрического сопротивления.
. Пьезоэлектрический эффект, заключающийся в электризации материала под действием усилия от давления.
. Эффект изменения электрической ёмкости заключается в изменении геометрических размеров промежутка между электродами или диэлектрической проницаемости вещества, заполняющего этот промежуток.
4. Эффекты, основанные на электромагнитных явлениях - изменении магнитного сопротивления цепи в следствии изменения геометрических параметров или магнитной проницаемости её элементов под действием механических величин.
Эффект изменения частоты, заключается в изменении собственных колебаний механического резонатора под действием механических величии.
Первичные приборы, датчики или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются, как правило, унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи
Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи:
Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрокинетические, гальванические и др. датчики).
К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики,
термосопротивления и т.п. Данным приборам для работы необходим источник энергии.
Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины.
Первичный преобразователь, датчик может иметь выходной унифицированный сигнал и неунифицированный сигнал. Во втором случае используют нормирующие преобразователи.
Нормирующий преобразователь выполняет следующие функции: преобразует нестандартный неунифицированный сигнал (например, mV, Ом) в стандартный унифицированный выходной сигнал; осуществляет фильтрацию входного сигнала; осуществляет линеаризацию статической характеристики датчика; применительно к термопаре, осуществляет температурную компенсацию холодного спая.
Нормирующий преобразователь применяется, также в следующих случаях: когда необходимо подать сигнал измеряемой величины на несколько измерительных или регулирующих приборов; а также когда необходимо передать сигнал на большие расстояния, например сигнал от термопары передается на малые расстояния - до 10м, а унифицированный сигнал постоянного тока может передаваться на большие расстояния - до 100м. В современных промышленных регуляторах нормирующий преобразователь, как правило, является обязательной составной частью входного устройства регулятора.
Другие стьтьи в тему
Расчет системы автоматического регулирования (САР)
Центральной проблемой автоматизации является автоматическое управление.
Необходимость автоматического управления возникает в тех случаях, когда
требуется заранее с заданной точностью управлять тем или иным физическим
параметром (регулируемой величиной) объекта управления ...
Разработка газолазерной головки для резки полимерных композиционных материалов
Полимерные
композиционные материалы: основные типы
Композиционные
материалы (композиты) [1] - многокомпонентные материалы, состоящие, как
правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями,
обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д. Сочетание разнородных в ...