Лекция 6 Схемы подключения датчиков

При воздействии на датчики параметрического типа, рассмотренные в предыдущих двух лекциях, меняется активное, емкостное или индук­тивное сопротивление выходной цепи. Для того чтобы изменение сопро­тивления преобразовалось в электрический сигнал, т. е. в изменение ко­личества электрической энергии, необходима специальная электрическая схема подключения датчика к системе управления. Эти схемы получили в классификации ГСП даже отдельную рубрику и именуются нормирующими преобразователями.Так как получение информации от объекта, преобра­зование ее и передача далее в систему управления есть процесс измерения какого-либо параметра объекта, мы вынуждены прибегнуть к терминам и основным положениям теории измерения. Из этой теории известно, что объект можно измерить тремя различными способами: непосредственным измерением, дифференциальным сравнением с эталоном и нулевым сравнением.На рис. 51 приведены примеры использования этих способов при измерении длины и массы объекта.

а

б

в

Рис. 51. Способы измерения: а – непосредственное измерение; б – диф­ференциальное сравнение; в – нулевое сравнение

При непосредственном измерении параметр объекта измеряется во всей своей величине непосредственно измерительным прибором (в приве­денных примерах – слесарной линейкой и пружинными весами – безменом). Данный способ требует наименьшего инструментального обеспечения, но вме­сте с тем и наименее точен. Объясняется это следующим. Точность изме­рения связана с его диапазоном. Так, цена деления (величина, обрат­ная точность измерения) слесарной линейки длиной 500 мм составляет 1 мм, штангенциркуля ШЦ-250 (диапазон измерения 250 мм) – 0,1 мм, микрометра МК-50 (диапазон измерения 50 мм) – 0,01 мм. Данный же способ измерения обладает наибольшим диапазоном – измеряется весь объект, следовательно, и точность измерения будет наименьшей.

Для пояснения остальных способов необходимо ввести понятие эталона. В нашем случае эталон – дополнительный элемент (прибор, инст­румент и т.д.), используемый при измерении, величина которого определя­ется вне самого процесса измерения объекта (до него или после).

При дифференциальном сравнении объект сравнивается с эталоном (в приведенных примерах – с мерной плиткой и гирей) и измеряется разница (лат. дифференциал) между объектом и эталоном. Так как разница всегда меньше целого, точность измерения в данном случае выше, чем в предыдущем. Величина эталона определяется до измерения объекта. Инст­рументальное оснащение измерительного процесса увеличивается за счет эталона.

И, наконец, при нулевом сравнении измеряемый объект полностью уравновешивается с эталоном (в приведенных примерах – с набором мерных плиток и набором гирь). Другими словами, разница между объектом и эта­лоном сводится к нулю. Сам процесс измерения сводится к регистрации факта равенства объекта и эталона. Так как диапазон измерения (нуль) наименьший, то и точность данного способа наибольшая. Величина эталона определяется (вычисляются суммарные длина плиток и масса гирь) после процесса измерения. Инструментальное оснаще­ние наиболее сложное.

Ниже будут рассмотрены схемы подключения датчиков, основанные на всех трех способах измерения.