Вступ

Контрольна робота з дисципліни «Основи автоматики й автоматизації» на тему «Датчики».

Мета роботи – розглянути теоретичні питання з розрахунків датчиків, розрахувати датчик термометру.

Датчик є найважливішим елементом системи автоматичного регулювання. За допомогою датчика регулятор одержує данні про дійсне значення регульованого параметра. Чім точніше і швидше надходить сигнал від датчика, тим краще працює вся система в цілому. У найпростішій системі автоматичного регулювання дійсне значення регульованого параметра виміряється одним датчиком. Від якості датчика залежить точність підтримки регульованого параметра на заданому рівні. У більш складних промислових системах керування необхідна інформація про режим роботи установки надходить від декількох датчиків, що пред'являє до них більш складні вимоги.

У сучасних технологічних установках необхідне регулювання різноманітних технологічних параметрів: температури, тиску, рівня, витрат, якості і складу. Для виміру параметрів у системах автоматичного регулювання застосовують найрізноманітніші датчики.

1. Теоретична частина

У загальному випадку датчик можна представити у виді чутливого елемента і перетворювача.

Чутливий елемент у системах автоматики і телемеханіки виконує функції «органів почуттів». Він призначений для перетворення контрольованої величини у такий вид сигналу, якій зручний для виміру. У перетворювачах, як правило, відбувається перетворення неелектричного сигналу в електричний сигнал. Наприклад, тиск у електроконтактному манометрі спочатку перетворюється за допомогою чутливого елемента в механічне переміщення стрілки, а потім вже в перетворювачі – у зміну опору.

На вхід датчика можуть надходити як електричні, так і неелектричні сигнали. З виходу датчика звичайно одержують електричні сигнали. Це викликано тим, що електричний сигнал простіше підсилювати і передавати на різні відстані.

Найбільше поширення в автоматиці і телемеханіці одержали електричні датчики, які можна розділити на дві великі групи:

-  параметричні датчики;

-  генераторні датчики (або датчики електрорушійної сили (ЕРС)).

Параметричні датчики служать для перетворення неелектричного контрольованого або регульованого параметра в параметри електричного ланцюга . Ці датчики одержують електричну енергію від допоміжного джерела енергії. Параметричні датчики поділяються на:

-  датчики активного опору (контактні, реостатні, потенціометрічні, тензодатчики, терморезистори);

-  реактивні опори (індуктивні, ємнісні).

Генераторні датчики призначені для перетворення неелектричного контрольованого або регульованого параметра в ЕРС. Ці датчики не вимагають стороннього джерела енергії, тому що самі є джерелами ЕРС. Генераторні датчики бувають:

-  термоелектричними;

-  п'єзоелектричними;

-  тахометричними.

До параметричних та генераторних датчиків пред'являються наступні загальні вимоги:

1)  безупинна і лінійна залежність вихідної величини від вхідної;

2)  висока динамічна (диференціальна) чутливість;

3)  мала інерційність;

4)  найменший вплив датчика на вимірюваний чи регульований параметр;

5)  надійність у роботі;

6)  застосовність до використовуваної вимірювальної апаратури і джерел живлення;

7)  найменша собівартість;

8)  мінімальні маса і габарити.

При виборі датчика необхідно також враховувати особливості досліджуваного процесу: періодичність і максимальну частоту впливів, атмосферні умови (вологість і температуру повітря), наявність вібрацій в установці і т.д.

Одним із самих широко розповсюджених технологічних параметрів, вимірювати і регулювати який необхідно дуже часто, є температура. ............