Контактные, потенциометрические, индуктивные, емкостные датчики. Термисторы. Принцип действия. Область применения.

Параметрические:

Контактные датчики: предназначены для дискретных изменений механических перемещений. Он замыкает или размыкает электрическую цепь при перемещениях достигших заданной величины. Применяется в клавишных устройствах ввода информации, в системах контроля размера детали на конвейере. Конструкция датчика каждый раз зависит от конкретной задачи.

Недостатки:

невысокая надежность, загрязнение контактных соединений, большая инерцианальность. В последнее время в качестве контактного датчика широко применяются герконы (герметически магнито – управляемый контакт). Геркон выполнен в виде стеклянной герметизированном корпусе в который впаяны два пружинящих отрезка ферромагнитной проволоки под действием внешнего магнитного поля концы проволоки намагничиваются разноименно и притягиваются замыкая контакт. Герконы имеют высокую надежность при большом сроке службы.

потенциометрический датчик: служит для изменения угловых механических перемещений (реостаты включение по схеме потенциометра). Связав движок потенциометра с механическим чувствительным элементом – мембраной, поплавком, рычагом, можно контролировать давление, уровень жидкости, скорость потока воздуха и т. д. Достоинства: простота конструкции и возможность использования в цепях постоянного и переменного тока. Недостаток: наличие подвижного контакта, а отсюда низкая надежность и ограниченный срок службы.

Индуктивные датчики: это катушки, индуктивность которых меняется при изменении конструктивного параметра, применяется для измерения механических перемещений. Датчик состоит из катушки навитой на ферромагнитный сердечник и ферромагнитного якоря механически связанного с контрольным объектом. При смещении якоря меняется зазор L, отсюда меняется индуктивность цепи, при этом меняется L=>R_н=L ω, следовательно напряжение на нагрузке. Датчики такого типа изменяют малое перемещение от 0,01 до 0,3 мм. Для изменения больших перемещений нескольких мм, применяют датчики с якорем перемещающим внутри катушки. Индуктивные датчики широко применяются в системе обнаружения металлических предметов (миноискатели, системы обнаружения руды). В этих случаях датчик представляет собой катушку без сердечника включенную в колебательный контур нагрузки генератора, при появлении вблизи катушки металлического предмета, меняется ее индуктивность, при этом меняется частота генерации, что фиксируется измерительным прибором. Достоинства: высокая чувствительность. Недостаток: работает только на переменном токе.

Емкостный датчик: это конденсатор емкость которого меняется при изменении контрольной величины. Емкость конденсатора зависит: 1.от размеров обкладок конденсатора 2. от расстояния между обкладками 3. от диэлектрической проницаемости среды между обкладками. Существует три разновидности датчиков:

1. с переменной рабочей площадью обкладок

2. с переменным расстоянием между обкладками

3. с переменной диэлектрической проницаемостью

Достоинства: высокая чувствительность, простота конструкций, малая инерционность. Недостаток: сильное влияние внешних электромагнитных полей (температура и влажность окружающей среды).

Терморезисторы (термистор). Применяются металлические и полупроводниковые термисторы. Металлические термисторы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления то есть при увеличении температуры их сопротивление увеличивается. Полупроводниковые термисторы обладают отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Диапазон измерительных темпер. металлических термисторов зависит от применяемого металла. Платиновые т. –200+600с⁰, медные т. – 50 +150. Точность измеряется: пластиновые термис. + -0,1с⁰, медные + -1с⁰. при измерении более высоких температур термистор окисляется. В зависимости от применения термисторы имеют различную конструкцию, нити, спирали, катушки и т. д. Недостаток металлических термисторов: большая инерционность от 1 до10 сек. Полупроводниковые тер. имея диапазон измерительных температур от –100 до+120, они обладают высокой чувствительностью и малой инерционностью. Применяются: для измерения температур, мощности, для температурной компенсации измерительных приборов

Полупроводниковые датчики. Принцип действия. Область применения.

Полупроводниковые датчики бывают: без р-n перехода (терморезисторы: применяется для измерения температуры, мощности, температурной компенсации измерительных приборов и схем с транзисторами, фоторезистор: годятся для работы при низкой освещенности), с одним p-n переходом (вентильный фотоэлемент, фотодиод: силовое преобразование лучистой энергии, солнечная батарея: преобразует световую энергию в электрический ток), с двумя p-n переходами (фототранзистор: применяется для дополнительного усиления первичного фототока).

Принцип действия основан на использовании свойств полупроводников.

Фоторезистор -включенный в цепь источника постоянного или переменного напряжения он изменяет величину электрического сопротивления в зависимости от уровня освещенности, также изменяет величину тока в цепи.

Терморезистор – при повышении температуры на каждый градус сопротивление его уменьшается на несколько процентов.

Вентильный фотоэлемент – имеет запорный слой, генерирует ЭДС под действием падающего на него света.

Фотодиод – при его освещенности возрастает проходящий через него ток.

солнечная батарея – применяется в основном для питания космической техники.

Фототранзистор – управление тока эмиттера производиться путем освещения области базы светом, концентрация носителей увеличивается при этом избыточные носители оставаясь базе придают ей заряд, что еще больше увеличивает ток коллектора.

Дата добавления: 2015-07-25