Контактные и реостатные датчики, схема включения реостатных датчиков

Фоторезисторы

Фоторезисторпредставляет собой полупроводниковый резистор, омическое сопротивление которого определяется степенью освещенности. В основе принципа действия фоторезисторов лежит явление фотопроводимости полупроводников.

Входная величина -световой поток, выходная – изменение датчика

Изготавливаются на базе полупроводников

Фотоэффект объясняется появлением дополнительной проводимости в полупроводнике на основе зонной теории, согласно которой энергия состояния электронов в твердом теле образует полосы.

Под действием светового потока электронов, находящихся в валентной зоне легко преодолеть запрещенную зону и переходит в зону проводимости, т.е. становятся свободными, значит при подключении источника может образоваться электрический ток.

Контактные и реостатные датчики, схема включения реостатных датчиков

1. датчики бывают параметрические и генераторные.

Параметрические:

Контактный - применяется при сортировке по размерам. Конечный выключатель определяет положение. К контактным датчикам относятся путевые и концевые выключатели. Контактные датчики могут работать как на постоянном, так и на переменном токе.

«-»: сложность осуществления непрерывного контроля и ограниченный срок службы контактной системы

Реостатный - обычный реостат. Различают конструктивное применения для измерения линейных перемещений и угловых(2поворота)

«-»: большое усилие для перемещения движка, дискретность изменения сопротивления, ненадежность скользкого контакта.

Наибольшее распространение получила потенциометрическая схема включения реостатного датчика, в которой реостат включают по схеме делителя напряжения. (делитель напряжения это электротехническое устройство для деления постоянного или переменного напряжения на части; делитель напряжения позволяет снимать (использовать) только часть имеющегося напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Переменный резистор, включаемый по схеме делителя напряжения, называют потенциометром.

Обычно реостатные датчики применяют в механических измерительных приборах для преобразования их показаний в электрические величины (ток или напряжение).

Выходной величиной такого датчика является падение напряжения Uвых между подвижным и одним из неподвижных контактов. Зависимость выходного напряжения от перемещения х контакта Uвых = f(х) соответствует закону изменения сопротивления вдоль потенциометра. Закон распределения сопротивления по длине потенциометра, определяемый его конструкцией, может быть линейным или нелинейным.

16 Преобразователи изменяемой информации (ГСП, унификация информационных сигналов)

Устройства предназначенные для выработки изменяемой информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования, обработки, хранения, но не поддающихся непосредственным восприятием наблюдением.

Для удобства передачи информации выходные сигналы должны быть унифицированными, т.е. не должны зависеть от природы измеряемой физической величины, сигналы для соответствия принятым стандартам.

Унификацию выходных сигналов определяет государственная система приборов (ГСП).

Согласно системе все сигналы, которые вырабатываются преобразователями стандартизированные.

Существуют токовые сигналы:

0…5мА

0…20мА

4…20мА

0…100мА

Пневматический сигнал-это давление открытого воздуха от 20 до 100кПа

Индуктивный 0-10мГенри

Сигнал по напряжению 0-10 В

При сигнале о цехе

Если используется параметрический датчик с выходным сигналом ∆ R, ∆ x_C, ∆ х_L, то необходимо применять для получения унифицированного сигнала нормирующ. преобразователь, который состоит из мостовой схемы электронного или магнитного усилителя с глубокой обратной связью.

Структурный анализ САР

Представление разнообразных элементов автоматики виде ограниченного числа динамических звеньев позволяет сценировать поведение САР на основе анализа их структурных схем. Структурной схемой САР называется схема которая отражает число и тип динамических звеньев, а также характер связи между ними. В результате на основании передаточных функций отдельных звеньев становится возможным определить передаточную функцию всей системы в целом.

На схеме типовое динамическое звено условно изобр-ся ввиде прямоугольника с указанием передаточной функции внутри его. Направление подачи сигналов обозначается стрелками. Соединяться между собой звенья могут лишь 3-мя способами

Последовательное соединение

Параллельное соединение звеньев

Соединение с обратной связью

«+» когда обратн св является -

«-« когда обратная связь является +

11. Термометры электрического сопротивления(термозистеры)

Входная величина изменяет температуру, выходная-сопротивления датчика.

Обычно применяют платиновую или медную поволоку, при # t сопротивление проволоки #.

К термометрам прилагаются градуированные таблицы, в которых с интервалом в 1˚ указывается сопротивление датчика.

Rt=Ro(1+At+Bt²) платиновый ТСП

Rt=Ro(1+2t) медый ТСМ

Ro – сопротивление датчика при 0˚ С

Выпускают 2 типа ТСП и 3 типа ТСМ

ТСП 50П(Ro=50 Ом), ТСМ10М, ТСМ100 М

ТСМ100 П(Ro=100 Ом), ТСМ50М

Классификация ЛУ

В цифровой технике используют кодовые слова они состоят из 2-х букв: логический 0 (событие не произошло) и логическая 1 (событие совершилось). Кодовое слово – представляет собой последовательность логического 0 и логической 1 определенной длины. Длина – определяется числом разрядов (n). Если разрядов n, то можно составить различных слов 2ⁿ.

Если n=3, то 2³ = 8 слов. 000; 001; 010; 011; 100; 101; 110; 111 ( числа записаны в двоичной системе). (последняя цифра несет 1 ед., вторая несет 2 ед., а первая несет 4 ед.). Цифровые логические устройства обмениваются словами, на входах действуют входные слова, на выходе образуется выходное слово. Выходные слова – это логические функции выходных слов (аргументов). Если аргументы и функции состоят из логического 0 и логической 1, то такие функции называются – функции алгебры логики (ФАЛ). Логические устройства формируют логические функции: 1) По способу ввода и вывода кодовых слов логического устройства (ЛУ) делятся на: а) Последовательного; б) Параллельного; в) Смешанного действия. При последовательном вводе разряды слов вводятся последовательно во времени разряд за разрядом

При || входе разряды слов подаются одновременно, такие устройства имеют высокое быстродействие, но имеют высокую степень сложности.

Смешанного, ввод может быть последовательным а выход параллельным.

2) По способу функционирования ЛУ бывают: а) Комбинационные;

б) Последовательностные.

Первый не имеют памяти и выходное слово в данный момент времени зависит только от тех аргументов которые в данный момент нахожятся навходах. Вторые обладают памятью и выходное слово зависит не только от аргументов действ. на входах в данный момент времени но и от внутрен. Сост-ия уст-ва, а оно в свою очередь определено теми аргументами которые действовали раньше.

Элементарные ФАЛ. Если функция реализуется 1 ед. операций, то такая функция называется – элементарной. Логическую функцию можно задавать: а) Аналитическим; б) Табличным способами. Аналитическим: . При табличном способе строится таблица истинности (ТИ), где приводятся все возможные сочетания аргументов и соотношение значения функций если число аргументов m, то число сочетаний этих аргументов 2^m, а количество функций 2²^m. Если m=20, то число комбинаций 4, а функций 16.

Структ и функц САУ

Процесс управления t в суш камере. Если все элементы процесса управления будет выполнять человек, то он должен: 1) помнить заданное значение t; 2) Постоянно при помощи термометра наблюдать за за значением t; 3) Сравнивать текущую температуру с заданной определять знак > или <; 4) Управлять температурой t воздействуя на регулирующий орган (вентель на паропроводе). Если заменить человека автомат системой управления, то эти же функ должна выполнять система, при этом ее структура должна быть следующей:

Д- датчик, имеет величину надлежащего регулирования в объекте регулирования ОР, преобр ее в величину дрвида более удобн для возд-вия на управл устр УУ, оно сравнивает сигнал идущий от датчика с сигналом задание и в случае их рассогласования(разности) передает воздействие на исполнительный орган ИО, ИО воздействует на объект регулирования так чтобы текущее значение температуры сравнивалось с заданным как только это равновесие наступает УУ выключает ИО. Если нет разности, то больше никуда не идет. Система выполняющая указания функции, структура которой приведена на рис. – система автоматического регулирования САР. САР представляет собой замкнутую цепь воздействий ОР-Д, Д-УУ, УУ-ИО, ИО-ОР, поэтому САР – автоматическая система управления по замкнутому кругу. Виды замкнутых систем: 1) САР у которой задание не изменяется во времени называется- автоматической системой стабилизации; 2) САР у которой задание изменяется во времени по заранее заданному закону называется –автоматическая система программного регулирования; 3) САР у которой задание измен во времени по ранее неизвестнзакону называется – следящей автом сист управления. Замкнут цепь воздействий в САР состоит из 2-х частей: верхняя ветвь на рис. – осуществ функц контроля значен регулируем величины; нижняя ветвь – осуществлт управлензначением регулируемой величины. В автоматике широко распростр системы в которых использована только 1 из этих функций:

ВО

УУ

ОР

1) Система автомат контроля - верхняя

УУ

ИО

ОР

ВО – восприним орган – это измеритприбор, маркирующее устройство и т.п. 2)Система управлении разомкнутого вида - нижняя

Задан может исходить от человека либо от другой автомат системы. В системе автоматики расстояние между ОР и УУ невелико. При больших расстояниях эти системы преобразуются в систему телемеханики которые дополнительно включаются в передатчики, приемники и организуют различные каналы связей. В этом случае указанные на рисунке системы будут: - система телерегулирования; -систем телеконтр; - система телеуправления

13Емкостные датчики – плоский или цилиндрический конденсатор переменной емкости – емкость плоского конденсатора, где -диэлектрич. проницаем.; s-взаимно перпендикулярная площадь обкладок; δ -расстояние между обкладками. Т.к емкость зависит от 3-х величин то возможны 3 варианта датчиков:

Перемещения;

По ;

Х_с.

Такие датчики применяют для быстропротекаемых приоизводствав, напряжение источника должно иметь высокую частоту.

И НЕ ИЛИ ИЛИ-НЕ

ЛогНЕ – инверсия Y= X(над ним штрих). ТИ

Если Х=0, то У=1; Если Х=1, то У=0.

ЛогИ – лог-е *, конъюнкция.Ф-я =1 если все аргум=1. Чит Х₁ и Х₂.

ЛогИЛИ – лог+, дезъюнкция. У=Х₁V Х₂. Ф-я равна 1 если хотя бы один арг=1 Чита Х₁ или Х₂.

Логе И-НЕ – отриц конъюн, штрих Шеффера.

У=Х₁*Х₂(над ними штрих)=Х₁|Х₂. Ф-я равна о если все аргум= 1. ЧитХ₁ и Х₂ несовместны.

ЛогИЛИ-НЕ – отрицание дезъюнкции, стрелка Пирса,

Ф-я Веббера. У=Х₁V Х₂(над ними штрих) = Х₁ Х₂.Ф-я =1 если все аргум=0. Чтение не Х₁ или не Х₂.

Через эти 5 ф-й можно выразить остальные 11 из 16. Сложные

Логические выражения состоят из большего числа функций можно привести в более простые. Для этого пользуются правилами преобразования и свойствами функции при вычислении сложных выражений соблюдают порядок действий: 1) Инверсия; 2) Конъюнкция; 3) Дизъюнкция. Для изменения порядка действий применяют круглые скобки (), квадратных и фигурных нет. Пример:. Операции конъюнкции и дезъюнкции обладают рядом свойств: Х*0 = 0; Х V 0 = X; X*1 = X; X V 1 = 1; X*X = X; X V X = X; X*X(со штрихом, инверсия) = 0; X V X(со штрихом, инверсия) = 1.