При гистерезисе - коэффициент неоднозначности

Генераторные датчики

 

Таблица 1

     

Класс	Используемое физическое явление	Вид измеряемой величины
пьезоэлектри-ческие	зависимость характеристик пьезоэффекта в кристаллах  (кварца, турмалина и др.) и в спецкерамике от значений воздействующих факторов	давление, вибрация, ускорение, уровень жидкости
индукционные	электромагнитная индукция	расход жидкости и газа, частота вращения
фотоэлектри-ческие	зависимость ЭДС фотоэлемента от освещенности	частота вращения, вращающий момент, линейные размеры
термоэлектри-ческие (термопары)	термоэлектрический эффект	температура
с время-импульсным выходом	контролируемая величина преобразуется в пропорциональ-ный ей по длительности импульс	разное
с частотным выходом	контролируемая величина преобразуется в пропорциональную ей частоту выходных сигналов	разное

 

 

Параметрические датчики

 

Таблица 2

        

Класс	Используемое физическое явление	Вид измеряемой величины
емкостные	зависимость емкости конденсатора от размеров и взаимного расположения его обкладок	давление, ускорение, уровень жидкости, концентрация веществ
индуктивные	зависимость индуктивности дросселя от длины и площади сечения его сердечника под воздействием …	механические перемещения
Трансформа-торные	изменение взаимной индуктивности обмоток трансформатора под воздействием …	механические перемещения
магнитоупругие	изменение магнитной проницаемости или индукции ферромагнетика под воздействием …	механические силы и напряжения
электрокон-тактные	коммутируют электрическую цепь под воздействием…	механические перемещения
реостатные	зависимость сопротивления реостата от положения его движка, перемещающегося под воздействием…	избыточное давление, перепады давления, координаты и относи-тельные перемещения, линейные ускорения, угловые скорости, скоростной напор
тензорезистор- ные (тензометри-ческие)	изменение сопротивления проводников и полупроводников при упругих деформациях	давление, усилие, вращающий момент, относительные перемещения, линейные ускорения
магнитомоду-ляционные	модуляция (изменение) магнит-ного потока под воздействием…	перемещение
датчики термо-сопротивления,пьезосопротив-ления, фотосо-противления	цепь из указанных элементов меняет свое сопротивление в зависимости от …	температура, механическое напряжение, освещенность

 

 

Схемы датчиков

 

 

Схема прямого однократного преобразования

 

 

 

К= Y / X -  коэффициент передачи

 

Дифференциальная схема

 

 

      Два идентичных датчика   К₁ = К₂

 

 

Схема с обратной связью

 

 

   

 

K ₂ – коэффициент передачи  цепи обратной связи

 

           

 

Характеристики датчиков

 

 

Статическая характеристика

           

 

 

 

  Если записать линейную статическую характеристику в общем, виде Y =± B + KX, то возможны варианты:

 

 

1) при B >0 - выходной сигнал   y o =В   на холостом ходу

 

2) при B <0 - зона нечувствительности шириной   x o

3) при насыщении - Y = KX при 0≤Х≤хн

                      Y = Y н при Х> хн

4) при K =∞ - коэффициент возврата K в=хо/хс

  хо – отпускание

   хс - срабатывание

 

Основная погрешность:

 

в абсолютных значениях отклонения - (Y и – Y д)

в относительных единицах - (Y и – Y д)/ Y д %.

 

 

Относительная приведенная погрешность:

max (Y и – Y д) / max (Y) в диапазоне (X н, X к)

 

П латиновые (ТСП)

М едные (ТСМ)

д иапазон измеряемых температур - 200 …+ 1100 ^оС.

т очность измерения:  0.001 ^оС.

 

 

Полупроводниковые термосопротивления (термисторы)

т ермисторы имеют противоположный по знаку ТКС.

 

М едно-марганцевые (ММТ)

К обальто-марганцевые (КМТ)

д иапазон - 60…+ 180 ^о С.

т очность до 0.0005^оС.

Угольные термосопротивления

Изготавливаются из графита и углей.

 

Несколько мВ/Н.

 

 

Генераторные датчики

 

 

 

На выходе датчика - напряжение, пропорциональное скорости изменения потока:

      U w = W ₁ (d Ф/ dt)               

 

 

Схемы включения параметрических датчиков

Последовательная схема

 

 

р еактивное сопротивление Х=2·π· F · L

 

в ыходное напряжение:

 

U o = I·R n = Ui·R n /   [(R a +R n)² + Х ² ]

 

Если:

                     (R a +R n) << 2· π ·F·w₁²· μ о ·S/ δ,

 

то получим линейную зависимость:

 

U o = K ·δ,

где коэффициент преобразования:

 

K = Ui·R n /2· π ·F·w₁²· μ о ·S.

 

 

Дифференциальная схема

      

 

 

           

 

 

 

 

где:         ∆ L = L ₁ - L ₂, L = L ₁ + L ₂

 

       следовательно,U o = f (∆ L)  

 

 

Генераторные датчики

 

Таблица 1

     

Класс	Используемое физическое явление	Вид измеряемой величины
пьезоэлектри-ческие	зависимость характеристик пьезоэффекта в кристаллах  (кварца, турмалина и др.) и в спецкерамике от значений воздействующих факторов	давление, вибрация, ускорение, уровень жидкости
индукционные	электромагнитная индукция	расход жидкости и газа, частота вращения
фотоэлектри-ческие	зависимость ЭДС фотоэлемента от освещенности	частота вращения, вращающий момент, линейные размеры
термоэлектри-ческие (термопары)	термоэлектрический эффект	температура
с время-импульсным выходом	контролируемая величина преобразуется в пропорциональ-ный ей по длительности импульс	разное
с частотным выходом	контролируемая величина преобразуется в пропорциональную ей частоту выходных сигналов	разное

 

 

Параметрические датчики

 

Таблица 2

        

Класс	Используемое физическое явление	Вид измеряемой величины
емкостные	зависимость емкости конденсатора от размеров и взаимного расположения его обкладок	давление, ускорение, уровень жидкости, концентрация веществ
индуктивные	зависимость индуктивности дросселя от длины и площади сечения его сердечника под воздействием …	механические перемещения
Трансформа-торные	изменение взаимной индуктивности обмоток трансформатора под воздействием …	механические перемещения
магнитоупругие	изменение магнитной проницаемости или индукции ферромагнетика под воздействием …	механические силы и напряжения
электрокон-тактные	коммутируют электрическую цепь под воздействием…	механические перемещения
реостатные	зависимость сопротивления реостата от положения его движка, перемещающегося под воздействием…	избыточное давление, перепады давления, координаты и относи-тельные перемещения, линейные ускорения, угловые скорости, скоростной напор
тензорезистор- ные (тензометри-ческие)	изменение сопротивления проводников и полупроводников при упругих деформациях	давление, усилие, вращающий момент, относительные перемещения, линейные ускорения
магнитомоду-ляционные	модуляция (изменение) магнит-ного потока под воздействием…	перемещение
датчики термо-сопротивления,пьезосопротив-ления, фотосо-противления	цепь из указанных элементов меняет свое сопротивление в зависимости от …	температура, механическое напряжение, освещенность

 

 

Схемы датчиков

 

 

Схема прямого однократного преобразования

 

 

 

К= Y / X -  коэффициент передачи

 

Дифференциальная схема

 

 

      Два идентичных датчика   К₁ = К₂

 

 

Схема с обратной связью

 

 

   

 

K ₂ – коэффициент передачи  цепи обратной связи

 

           

 

Характеристики датчиков

 

 

Статическая характеристика

           

 

 

 

  Если записать линейную статическую характеристику в общем, виде Y =± B + KX, то возможны варианты:

 

 

1) при B >0 - выходной сигнал   y o =В   на холостом ходу

 

2) при B <0 - зона нечувствительности шириной   x o

3) при насыщении - Y = KX при 0≤Х≤хн

                      Y = Y н при Х> хн

4) при K =∞ - коэффициент возврата K в=хо/хс

  хо – отпускание

   хс - срабатывание

 

при гистерезисе - коэффициент неоднозначности

 

K г=хг/(хк-хн),

Где: хк, хн - конец и начало рабочего диапазона датчика.

Для датчиков с нелинейными характеристиками:

 

K д= dY / dX

Чувствительность датчиков

 

       Чувствительность - ∆y/∆x,