Лекція 3 Тема: Давачі систем автоматичного керування. План 1.Місце давачів в системах автоматики. 2.Класифікація давачів 3. Давачі температури 4.Прилади. - презентация

1 Лекція 3 Тема: Давачі систем автоматичного керування. План 1.Місце давачів в системах автоматики. 2.Класифікація давачів 3. Давачі температури 4.Прилади для вимірювання температури (термометри)

2 Функціональна схема САК "За відхиленням" Д - давача і надходить на ВЕ - виконавчий елемент ЕП - елемент порівняння 0 – обєкт керування ФЗ - формувач завдання Uз(t) - задаючий сигнал = Uз(t) - Uвих(t)

3 На О постійно впливають різні збурення: навантаження об'єкта, зовнішні чинники та ін. Ці впливи прагнуть змінити величину Uвих(t). Але САК постійно визначає відхилення = Uз(t) - Uвих(t) і формує керуючий сигнал Uкер(t), який прагне звести це відхилення до нуля. За своїм призначенням елементи, що входять до складу систем автоматики, розділяються на чутливі, підсилювальні і виконавчі. Давачі є чутливими елементами. Вони вимірюють керовану величину об'єкта регулювання і виробляють на виході сигнал, пропорційний цій величині. Вхідною величиною давача може бути будь-яка фізична величина:

4 Класифікація за видом сенсора: активні (генераторні); пасивні (параметричні). Класифікація за вимірювальною величиною давачі тиску: абсолютного і відносного; розрідження; різниці тисків; · давачі витрат: механічні лічильники витрат; перепадоміри; витратоміри; · давачі рівня: поплавкові; ємнісні; радарні; -давачі температури: відносні (термопара); абсолютні (терморезистор); пірометр; · давачі концентрації: кондуктометри; · давачі радіоактивності (інакше детектори радіоактивності або випромінювання): · давачі переміщення: · позиційні вимикачі: · давачі кутового положення: · давачі вібрацій:

5 Класифікація за видом сенсора: · активні (генераторні); пасивні (параметричні). Класифікація за вимірювальною величиною давачі тиску: абсолютного і відносного; розрідження; різниці тисків; · давачі витрат: механічні лічильники витрат; перепадоміри; витратоміри; · давачі рівня: поплавкові; ємнісні; радарні; -давачі температури: відносні (термопара); абсолютні (терморезистор); пірометр; · давачі концентрації: кондуктометри; · давачі радіоактивності (інакше детектори радіоактивності або випромінювання): · давачі переміщення: · позиційні вимикачі: · давачі кутового положення: · давачі вібрацій:

6 Класифікація за кількістю вхідних величин: · одномірні; · багатомірні. Класифікація за принципом дії: · фотоелектричні (оптичні); · магнітоелектричні (на підставі ефекту Холла); · пєзоелектричні; · тензодавачі; · ємнісні; · потенціометричні; · індуктивні; · індукційні; · ультразвукові. Класифікація за принципом реалізації вихідних перетворювачів: · з аналоговим виходом; · з цифровим виходом.

7 3. ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ( ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ПРИНЦИПИ) Температура t – фізична величина, що характеризує ступінь нагрівання тіла. Температура виступає як міра інтенсивності теплового руху молекул. Для вимірювання цього параметра стану об'єкту використовують давачі, в основі яких лежать різні фізичні ефекти, що супроводжують зміну температури. Наприклад: зміна об'єму газової, рідкої або твердої речовини, зміна електричного опору чутливого елемента, збудження термоелектрорушійної сили, сприйняття випромінювання нагрітого тіла та ін.

8 Переведення значення температури за шкалою Цельсія до шкали Фаренгейта : t F = /5t C Переведення значення температури за шкалою Фаренгейта до шкали Цельсія : t C = 5/9(t F -32)

9

10 4. ПРИЛАДИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ (ТЕРМОМЕТРИ) Технічна система для вимірювання температури включає в себе три компоненти: 1.чутливі елементи (давачі, первинні перетворювачі); 2.проміжні перетворювачі; 3.кінцеві прилади (показуючі і реєструючі прилади)

11 ДІЛАТОМЕТРИЧНІ ТЕРМОМЕТРИ Електроконтактний термометр

12 1 – термобаллон; 2 – манометр; 3 –трубка Бурдона. Рис. 2 Манометричний термометр

13 Термометри опору. Вимірювання температури термоопором грунтується на властивості провідників і напівпровідників змінювати свій електричний опір при зміні температури. Вид функції R = f(t) залежить від природи матеріалу. Для виготовлення чутливих елементів серійних термоопорів застосовуються чисті метали. Найбільш повно відповідають зазначеним вимогам: нікель, залізо, мідь і ін Твердотільні (біметалічні) термометри утворені як міцне з'єднання двох пластинок з металів з різними коефіцієнтами лінійного розширення. При збільшенні температури одна з пластин подовжується, а інша - перешкоджає цьому, і біметалева пластинка вигинається. Діапазон температур від -60 о С до 200 о С.

14 Металевий термометр опору (він являє собою патрон, що має всередині спіраль з тонкого мідного провідника) називають терморезистором, а напівпровідниковий – термистором.

15

16

17

18 Рис. 4 Схема зрівноваженого мосту Уїтстона: R1/R2 = Rt/R4 i o = 0.

19 Схема незрівноваженого моста