Датчики

Воспринимающие элементы или первичные преобразователи (датчики) измеряют управляемые величины технологических процессов и преобразуют их.

Датчики воспринимают поступающую на их вход информацию об управляемой величине ОУ и преобразуют ее в форму, удобную для дальнейшего использования в устройстве автоматического управления. Большинство датчиков преобразуют входной неэлектрический сигнал х в электрический сигнал у.

В зависимости от вида неэлектрического входного сигнала датчики делятся на дат­чики механических величин (перемещение, скорость, ускорение), тепловых величин, оптических величин и др. Нередко применяются датчики с двойным преобразованием: входной сигнал преобразуется сначала в перемещение, а затем перемещение в электрический сигнал.

Рис. 6 Составные элементы датчика

Измерительное устройство или датчиксостоит из двух частей – измерительной головки и преобразователя, выходной сигнал датчика есть выходной сигнал преобразователя. В большинстве управляющих систем этот выходной сигнал обычно – и предпочтительно – электрический. Главное достоинство электрических датчиков – это гибкость и разнообразие способов обработки сигнала, особенно то что электрический сигнал можно передавать на большие расстояния с очень малыми затратами энергии.

Выходной аналоговый сигнал электронного блока 4...20 мА, что соответствует международному стандарту IEC 61381. Для передачи сигнала на значительное расстояние используется не напряжение, а ток, потому что он остается постоянным по длине кабеля, а напряжение падает из-за сопротивления кабеля. В конце линии связи токовый сигнал можно преобразовать в напряжение с помощью высокоточного шунтирующего резистора. При постоянном токе и идеальной изоляции сопротивление кабеля не влияет на сигнал, т.е. величина тока на входе приемника - обрабатывающей схемы - такая же, как на выходе источника сигнала. При переменном токе влияние емкостного эффекта становится заметным и часть тока будет теряться по длине кабеля, уходя либо в обратный провод, либо в заземленный экран. Минимальный уровень сигнала определен как 4 мА, чтобы можно было обнаружить разрыв цепи (0 мА).