Датчики
(в литературе часто называемые также
измерительными преобразователями), или
по-другому, сенсоры — это устройства,
предназначенные для получения информации о
состоянии объекта.
В автоматизированных системах управления с их
помощью осуществляется обратная связь системы
регулирования с объектом. Автоматизация
различных технологических процессов,
эффективное управление различными агрегатами,
машинами, механизмами требуют многочисленных
измерений разнообразных физических величин.
Таким образом это элемент измерительного,
сигнального, регулирующего или управляющего
устройства, преобразующий контролируемую
величину (температуру, давление, частоту, силу
света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в
сигнал, удобный для измерения, передачи,
хранения, обработки, регистрации, а иногда и для
воздействия им на управляемые процессы.По
типу измеряемой величины датчики
подразделяют на пять групп: огонь, воздух, вода,
земля и человек.
В группу огня входят датчики
температуры, оптические и контроля пламени.
Датчики температуры предназначены для
измерения температуры в различных процессах,
средах и местах. В эту группу входят термометры
сопротивления для изметения температуры с
точностью до сотых долей градуса, термопары -
могут изметрять температуры от криогенных до
полутора тысяч градусов, и пирометры излучения -
позволяют измерять температуру на расстоянии, не
касаясь объекта измерений.
Оптические датчики это устройства
бесконтактного типа для измерения
ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и
рентгеновского излучения.
Датчики контроля пламени предназначены
для индикации наличия или отсутствия пламени и
выдачи сигнала для систем автоматики
промышленного энергетического оборудования.
Группа вода это датчики расхода
(расходомеры и реле потока), уровня жидкости и
анализа жидкости (электрохимические).
Расходомеры предназначены для
определения расхода различных жидкостей и газов.
Датчики уровня применяют для измерения
уровня заполнения резервуаров.
Датчики анализа жидкости предназначены
для контроля состава жидких сред.
В группу воздух входят датчики
давления, состава газа, скорости потока и расхода
газа.
Приборы для измерения давления применяются
практически во всех отраслях промышленности,
особенно в машиностроении, химической, пищевой
промышленности и энергетике. Датчиками этой
группы измеряют абсолютное, относительное и
дифференциальное давление, а так же состав и
концентрацию газов.
Для определения концентраций токсичных газов,
таких, например, как аммиак или сероводород,
используют электрохимический принцип измерения.
Газ поступает в измерительную ячейку, где под
действием электрического тока происходит
химическая реакция. Выбирая материал электродов
и разделительной мембраны в измерительной
ячейке, а также силу тока, можно добиться того,
что в реакцию будет вступать только определенный
газ, концентрацию которого необходимо измерить.
Группа земля содержит датчики
расстояния, наличия предметов, положения и
ориентации. С помощью датчиков этой группы
определяют наличие объекта или расстояние до
него, а так же положение объекта и его ориентацию.
И послядняя это группа человек, в
которую входят устройства обеспечения
безопасности человека. Это световые барьеры,
фотоэлектрические переключатели, лазерные
сканеры, электромеханические замки, реле и
концевые выключатели, которые защищают от
травматизма персонал на производстве,
ограничивают доступ на опасные объекты
производства.
В настоящее время существует приблизительно
следующее распределение доли применения
датчиков для измерений различных физических
величин в промышленности: температура – 50%,
расход (массовый и объемный) – 15%, давление – 10%,
уровень – 5%, количество (масса, объем) – 5%, время
– 4%, электрические и магнитные величины – менее
4%. |