Любая система автоматического регулирования для измерения отклонения регулируемой величины от установившегося значения имеет
измерительный орган, который
может не только измерять величину и знак отклонения, но и
преобразовывать это отклонение в вид, удобный для дальнейшего
использования в системе автоматического регулирования. Физическая природа регулируемых величин очень
разнообразна, поэтому разнообразны и измерительные органы. Однако в
большинстве случаев на выходе измерительного органа будет либо
механическая величина …
Любая система автоматического регулирования для измерения отклонения регулируемой величины от установившегося значения имеет измерительный орган, который может не только измерять величину и знак отклонения, но и преобразовывать это отклонение в вид, удобный для дальнейшего использования в системе автоматического регулирования.
Физическая природа регулируемых величин очень разнообразна, поэтому разнообразны и измерительные органы. Однако в большинстве случаев на выходе измерительного органа будет либо механическая величина (перемещение, сила), либо электрическая величина (напряжение, ток, электрическое сопротивление, емкость, индуктивность, сдвиг фаз и др.).
К измерительным органам, применяемым в автоматических системах регулирования, предъявляются следующие требования:
-
надежность при работе во всех условиях, которые могут встретиться в регулируемом технологическом процессе,
-
необходимая чувствительность,
-
допустимые габариты и вес,
-
требуемая инерционность,
-
малая чувствительность по отношению к внешним воздействиям,
-
отсутствие влияния на технологический процесс и на измеряемую величину,
-
однозначность показаний,
-
стабильность во времени,
-
согласование входных и выходных сигналов с другими сигналами элементов автоматики.
Наиболее легко измерению поддаются электрические величины, поэтому во многих случаях при измерении неэлектрических величин совместно с измерительным органом выполняется специальное устройство (преобразователь), преобразующее неэлектрическую величину на входе измерительного органа в электрическую величину на его выходе. Такие измерительные органы называют датчиками.
Как правило, не делают различия между понятиями измерительный орган, датчик и чувствительный элемент (последнее название также часто встречается в литературе по автоматическому регулированию).
Наиболее широкое распространение получили электрические датчики, т. е. измерительные органы с преобразованием измеряемой неэлектрической величины в электрическую. Конструктивное устройство этих датчиков зависит от физической природы измеряемой величины и принципа, принятого для измерения ее отклонения.
Классификация измерительных органов осуществляется по названию измеряемой ими величины: измерительные органы уровня, давления, температуры, скорости, напряжения, тока, расхода, освещенности, влажности и т. п.
Классификация датчиков производится: во-первых, по названию измеряемой величины и, во-вторых, по параметру, в который преобразовываются сигналы измерительного органа, например емкостные датчики уровня, индуктивные датчики давления, реостатные датчики температуры и т. п.
Для удобства пользования рассмотренной классификацией, как правило, одно из наименований опускается, потому что один и тот же датчик может быть использован для измерения различных неэлектрических величин.
Основные параметры датчиков
Основными параметрами измерительного органа (датчика), характеризующими его, являются:
-
чувствительность
-
инерционность.
Чувствительностью датчика называется отношение изменения y регулируемой величины к изменению х входной величины:
K = y/х
В системах автоматического регулирования это отношение также называется