Датчики перемещения и положения

Изучение устройства, принципа работы и особенностей бесконтактных датчиков. Рассмотрение явлений, лежащих в основе их работы. Характеристика основных областей применения индуктивных, емкостных, оптических датчиков. Выявление их достоинств и недостатков.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 14.03.2015
Размер файла 1,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЛГТУ)

кафедра физики и биомедицинской техники

Курсовая работа по предмету:

«Медицинские измерительные преобразователи и электроды»

Тема: «Датчики перемещения и положения»

Выполнил: студент гр. ИМ-09-1

Россихин А.Н.

Принял: ст.пр. Назарова В.А.

г. Липецк 2011

Введение

В то время как производственный мир становится все более автоматизированным, промышленные датчики играют все большую роль для увеличения продуктивности и безопасности.

В течение двух десятилетий во всех отраслях производства успешно применяются датчики и измерители пути: датчик положения, датчик перемещения. Являясь связующим звеном между электронной и механической частями приборов, датчик перемещения, датчик положения стал неотъемлемым элементом оборудования для автоматизации различных процессов.

Данная работа посвящена бесконтактным датчикам, а именно индуктивным, емкостным и оптическим датчикам. Каждый вид имеет свои сильные и слабые стороны, поэтому в зависимости от условий и требований по применению датчика, выбирают тот или иной тип. Мы расскажем, что такое бесконтактные датчики, поговорим об их преимуществах и примерах использования. В работе мы большое внимание уделили емкостному датчику. Рассмотрели устройства, созданные на основе него.

В настоящей исследовательской работе представлена информация, являющаяся результатом обработки данных о бесконтактных датчиках.

Цель работы: изучить устройства, принцип работы и особенности бесконтактных датчиков, явления, лежащие в основе их работы, применение, выявить их достоинства и недостатки.

Задачей научной работы является получение навыков по сбору и обработке научной и технической информации.

бесконтактный датчик индуктивный оптический

1. Датчик, общие сведения

Датчик, сенсор (от англ. sensor) -- термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик -- устройство управления -- исполнительное устройство -- объект управления. Специальный случай представляет использование датчиков в автоматических системах регистрации параметров, например, в системах научных исследований.

Определения понятия датчика.

Широко встречаются два основных значения:

чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например -- пневматический сигнал;

законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.

Эти значения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае -- это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах и др.

В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают:

датчики механических перемещений (линейных и угловых),

-пневматические,

-электрические,

-расходомеры,

-датчики скорости,

-ускорения,

-усилия,

-температуры,

-давления и др.

Различают три класса датчиков:

- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;

- цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;

- бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.

2. Датчики положения

Датчик положения (датчик перемещения) -- это устройство, предназначенное для определения местоположения объекта, который может находиться в твердой или жидкой форме, а также быть сыпучим веществом.

Датчики положения являются первичными источниками информации для систем автоматики, как на основе релейных или логических схем, так и на базе программируемых контроллеров. Надежность всей системы определяется надежностью элемента, наиболее подверженного воздействию дестабилизирующих факторов.

Датчик положения (датчик перемещения) бывает двух видов: бесконтактный (индуктивные датчики, магнитные, емкостные, ультразвуковые, оптические) и контактный. Основным представителем второго типа является энкодер -- устройство, преобразующее угол поворота объекта в сигнал, позволяющий определить этот угол.

По типу выхода датчик положения (датчик перемещения) разделяется на аналоговый, цифровой и дискретный (выключатели).

3. Бесконтактные датчики

Бесконтактные датчики, бесконтактные выключатели -- это приборы промышленной автоматизации, предназначенные для контроля положения объектов. ГОСТом 26430-85 был введён термин «бесконтактный выключатель». Впоследствии ГОСТом Р 50030.5.2-99 термин заменён на «бесконтактный датчик». В настоящее время для данных изделий используются оба термина.

Рис.1.1. Внешний вид бесконтактного датчика

Бесконтактный выключатель осуществляет коммутационную операцию при попадании объекта воздействия в зону чувствительности выключателя. Отсутствие механического контакта между воздействующим объектом и чувствительным элементом бесконтактного выключателя обеспечивает высокую надежность его работы.

Рис.1.2. Бесконтактный выключатель

Упрощенно, функциональная схема бесконтактного выключателя состоит из трех блоков:

Рис.1.3. Функциональная схема бесконтактного выключателя

При приближении объекта воздействия к активной поверхности чувствительного элемента происходит срабатывание бесконтактного выключателя. При этом коммутационный элемент производит замыкание или размыкание (или выполняет обе указанные операции) в цепях постоянного тока до 400 мА и в цепях переменного тока до 250 мА.

Бесконтактные датчики положения классифицируются по принципу действия чувствительного элемента -- индуктивный, оптический, емкостный и др.

Бесконтактные выключатели -- это первичные приборы для автоматизации технологического процесса различных отраслей промышленности, таких как

станкостроение,

автомобилестроение,

нефтехимическая промышленность,

машиностроение,

пищевая промышленность и пр.

Столь широкая область применения ВБ обусловлена большим количеством возможных технологических решений, реализуемых с их помощью:

подсчёт количества объектов,

контроль положения объекта,

регистрация наличия или отсутствия объекта,

отбор объектов по их габаритам, цвету и другим физическим свойствам,

определение скорости,

определение угла поворота

и многое другое.

3.1 Индуктивные датчики

Индуктивный датчик -- бесконтактный датчик предназначенный для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.

Индуктивный датчик распознает и соответственно реагирует на все токопроводящие предметы.

Индуктивные датчики широко используются для решения задач АСУ ТП. Выполняются с нормально разомкнутым или нормально замкнутым контактом.

Принцип действия основан на изменении параметров магнитного поля, создаваемого катушкой индуктивности внутри датчика.

В перемещение, которое предполагается измерить, вовлекается один из элементов магнитного контура, который вызывает тем самым изменение потока через измерительную обмотку и соответствующий электрический сигнал.

Если подвижным элементом является ферромагнитный сердечник, то его перемещение при поступательном движении или вращении проявляется а) в изменении коэффициента самоиндукции катушки (переменная индуктивность) или б) в изменении коэффициента связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора (дифференциальный трансформатор), что приводит к изменению вторичного напряжения.

В трансформаторе с переменной связью одна обмотка может вращаться относительно другой, закрепленной (одна из них играет роль источника, а другая -- приемника). Первичная обмотка образует индуктор, а вторичная обмотка с наведенным током дает напряжение в функции угла вращения (индуктивный потенциометр, резольвер).

Зависимость коэффициента самоиндукции L или взаимной индукции М от перемещения обмотки обычно обладает посредственной линейностью; ее линейность может быть значительно улучшена дифференциальным включением двух дополнительных катушек с коэффициентами М и L, меняющимися, при данном перемещении, в противоположных направлениях, чем обеспечивается частичная компенсация нелинейности.

Индуктивный датчик подключается в цепь, питаемую источником синусоидального напряжения, частота которого обычно ограничена несколькими десятками килогерц с тем, чтобы уменьшить как помехи, так и магнитные потери и потери из-за токов Фуко. Измеряемое напряжение vm получается путем модуляции амплитуды напряжения питания Es cosщst перемещением x(t):

vm = kx(t) Escos(щst + Ф) (1).

Иногда изменения индуктивного элемента могут служить для модуляции частоты колебаний пропорционально перемещению. Во всяком случае, каков бы ни был тип модуляции, частота f должна быть гораздо ниже несущей частоты с тем, чтобы облегчить детектирование (f<fs/10).

По самой своей природе индуктивные датчики, с одной стороны, чувствительны к внешним электромагнитным полям, а с другой, -- способны сами их индуцировать. Поэтому индуктивные датчики необходимо помещать внутри кожуха, служащего магнитным экраном.

Структура

Индуктивные бесконтактные выключатели состоят из следующих основных узлов:

Рис.2.1. Устройства индуктивного выключателя

Генератор создает электромагнитное поле взаимодействия с объектом.

Триггер обеспечивает гистерезис при переключении и необходимую длительность фронтов сигнала управления.

Усилитель увеличивает амплитуду сигнала до необходимого значения.

Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.

Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.

Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

Основные определения.

1. Активная зона.

Активная зона бесконтактного индуктивного выключателя -- та область перед его чувствительной поверхностью, где более всего сконцентрировано магнитное поле чувствительного элемента датчика. Диаметр этой поверхности приблизительно равен диаметру датчика.

Рис. 2.2. Активной зоны датчика

2. Номинальное расстояние срабатывания.

Рис.2.3. Номинальное расстояние переключения

Номинальное расстояние переключения -- теоретическая величина, не учитывающая разброс производственных параметров датчика, изменения температуры и напряжения питания.

Номинальное расстояние срабатывания (Sn) -- основной параметр датчика, нормируемый для данного типоразмера при номинальном напряжении питания и температуре. Расстояние срабатывание увеличивается с ростом габаритов чувствительного элемента и, соответственно, с ростом габаритов датчика.

Согласно ГОСТ Р 50030.5.2-99 индуктивный датчик должен срабатывать в гарантированном интервале срабатывания, а именно в диапазоне от 0 (то есть от поверхности чувствительной головки датчика) до 81% от заявляемого Sn для стандартизированного стального объекта воздействия.

Интервал срабатывания датчиков объективно зависит от температуры окружающей среды.

Как правило, датчик устанавливается так, чтобы объект воздействия (подвижный элемент конструкции) двигался параллельно чувствительной поверхности устройства.

3. Рабочий зазор.

Рабочий зазор -- это любое расстояние, обеспечивающее надежную работу бесконтактного выключателя в допустимых пределах температуры и напряжения.

Рис.2.4. Схема датчика с измеряемым зазором

Поправочный коэффициент рабочего зазора.

Поправочный коэффициент дает возможность определить рабочий зазор, который зависит от металла, из которого изготовлен объект воздействия.

Материал

Коэффициент

Сталь 40

1,00

Чугун

0,93…1,05

Нержавеющая сталь

0,60…1,00

Алюминий

0,30…0,45

Латунь

0,35…0,50

Медь

0,25…0,45

Различаются датчики утапливаемого исполнения (допускающие установку заподлицо в металл) и неутапливаемого. Во втором случае датчики имеют большее расстояние срабатывания.

На рисунке отображена зависимость выходного сигнала от расстояния до диска.

Рис.2.5. Поперечный датчик приближения зависимость выходного сигнала от расстояния.

3.1.1. Датчик переменной индуктивности

Коэффициент самоиндукции L катушки из N витков проволоки зависит от магнитного сопротивления связанного с ней магнитного контура:

L = N2/R, где R = .

Здесь м-- магнитная проницаемость и S -- площадь сечения контура.

Если площадь сечения различных отрезков магнитного контура постоянна,

где lf и l0 -- длина силовых линий в ферромагнитном материале и в воздухе соответственно, sf и s0 -- площади поперечных сечений магнитного контура и зазора, мf -- относительная магнитная проницаемость ферромагнитного материала (порядка 103ч104) и мо = 4р ·10-7 (в системе СИ).

Магнитный контур с измеряемым зазором. Исходя из общей формулы, легко установить выражение для коэффициента самоиндукции:

.

Поскольку индуктивность должна быть чувствительна к измерению зазора, нужно выбрать l0 » lf / мf , отсюда получаем выражение для L:

.

Перемещение Дx обкладки приводит к изменению Дl0 = 2Дx зазора, и индуктивность получает новое значение:

L + ДL = .

Чувствительность зависит от начального положения l0 обкладки: она тем выше, чем меньше l0;при этом чувствительность может рассматриваться как постоянная только в случае, когда перемещения очень малы по сравнению с l0. Это ограничивает применение датчиков такого типа деформации порядка миллиметра.

Чувствительность и линейность удается улучшить путем дифференциального включения двух одинаковых обмоток и сердечников, расположенных симметрично относительно подвижной обкладки.

Катушка с подвижным сердечником. Ферромагнитный сердечник связывают с деталью, положение или перемещение которой хотят измерить. Этот сердечник погружен на переменную глубину lf в обмотку, содержащую N равномерно размещенных на длине l витков проволоки (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Принципиальная схема катушки с подвижным сердечником.

1 - катушка; 2 - магнитный сердечник.

Коэффициент самоиндукции L обмотки зависит от глубины погружения сердечника. При вычислении L индуктивность рассматривается как последовательное объединение заполненной воздухом индуктивности длины l0 с коэффициентом самоиндукции Lo и индуктивности железного сердечника длиной lf с коэффициентом самоиндукции Lf ; коэффициент взаимной индукции равен М.

M = ,

где - коэффициент связи, предполагаемый постоянным.

Рис. 2.7. Дифференциальное включение двух катушек с подвижным сердечником.

3.2 Емкостные датчики

Емкocтный дaтчик, измерительный преобразователь неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др.) в значения электрической ёмкости. Конструктивно емкостный датчик представляет собой конденсатор электрический плоскопараллельный или цилиндрический.

Принцип действия емкостных бесконтактных выключателей

Емкостные датчики имеют чувствительный элемент в виде вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора.

Принцип действия емкостных сенсоров основывается либо на изменении геометрии конденсатора (т.е. на изменении расстояния между пластинами), либо на изменении емкости за счет размещения между пластинами различных материалов: электропроводных или диэлектрических. Изменения емкости, как правило, преобразуются в переменный электрический сигнал.

Принцип действия основан на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними.

Для двухобкладочного плоского конденсатора электрическая емкость определяется выражением:

С = e0eS/d

где e0 - диэлектрическая постоянная; e - относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; S - активная площадь обкладок; d - расстояние между обкладками конденсатора.

Зависимости C(S) и C(d) используют для преобразования механических перемещений в изменение емкости.

Приближение объекта из любого материала к активной поверхности ведет к изменению емкости конденсатора, параметров генератора и в конечном итоге к переключению коммутационного элемента.

Устройство и принципы работы емкостного датчика

Рис. 2.8. Устройство емкостного датчика

Емкocтный бecконтактный датчик функционирует следующим образом:

1. Генератор обеспечивает электрическое поле взаимодействия с объектом.

2. Демодулятор преобразует изменение амплитуды высокочастотных колебаний генератора в изменение постоянного напряжения.

3. Триггер обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.

4. Усилитель увеличивает выходной сигнал до необходимого значения.

5. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает работоспособность, оперативность настройки.

6. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.

7. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

Активная поверхность емкостного бесконтактного датчика образована двумя металлическими электродами, которые можно представить как обкладки "развернутого" конденсатора. Электроды включены в цепь обратной связи высокочастотного автогенератора, настроенного таким образом, что при отсутствии объекта вблизи активной поверхности он не генерирует. При приближении к активной поверхности емкостного бесконтактного датчика объект попадает в электрическое поле и изменяет емкость обратной связи. Генератор начинает вырабатывать колебания, амплитуда которых возрастает по мере приближения объекта. Амплитуда оценивается последующей схемой обработки, формирующей выходной сигнал. Емкостные бесконтактные датчики срабатывают как от электропроводящих объектов, так и от диэлектриков. При воздействии объектов из электропроводящих материалов реальное расстояние срабатывания Sr максимально, а при воздействии объектов из диэлектрических материалов расстояние Sr уменьшается в зависимости диэлектрическойпроницаемости материала er (см. график зависимости Sr от er и таблицу диэлектрической проницаемости материалов). При работе с объектами из различных материалов, с разной диэлектрической проницаемостью, необходимо пользоваться графиком зависимости Sr от er. Номинальное расстояние срабатывания (Sn) и гарантированный интервал воздействия (Sa), указанные в технических характеристиках выключателей, относятся к заземленному металлическому объекту воздействия (Sr=100%). Соотношение для определения реального расстояния срабатывания (Sr): 0,9 Sn < Sr < 1,1 Sn.

Рис 2.9.Зависимость реального расстояния срабатывания Sr от диэлектрической проницаемости материала объекта Еr

Диэлектрическая проницаемость некоторых материалов:

Материал

Еr

Бумага

2,3

Вода

80

Воздух

1,0

Древесина

2-7

Керосин

2,2

Мрамор

8,0

Нефть

2,2

Спирт этиловый

25,8

Стекло

5,0

Фторопласт

2,0

Фарфор

4,4

Фанера

4,0

Бумага промасленная

4,0

Емкостные датчики могут быть однополярными (в их состав входит только один конденсатор), дифференциальными (в их состав входят два конденсатора) или мостовыми (здесь уже используются четыре конденсатора). В случае дифференциальных или мостовых сенсоров, один или два конденсатора являются либо постоянными, либо переменными, включенными навстречу друг другу.

На практике при измерении перемещения электропроводного объекта, его поверхность часто играет роль пластины конденсатора. На рис. 2.10. отображена принципиальная схема однополярного емкостного датчика, в котором одна из пластин конденсатора соединена с центральным проводником коаксиального кабеля, а другой пластиной является сам объект. Отметим, что собственная пластина датчика окружается заземленным экраном, что позволяет улучшать линейность и уменьшать краевые эффекты. Типовой емкостный датчик работает на частотах 3-МГц диапазона и может детектировать перемещения быстро двигающихся объектов. Частотные характеристики такого датчика со встроенным электронным интерфейсом лежат в диапазоне 40 кГц.

Емкостные датчики приближения очень эффективны при работе с электропроводными объектами, при этом они измеряют емкость между электродом и самим объектом. Емкостные датчики также достаточно хорошо работают и с непроводящими объектами, но при этом их точность несколько ухудшается. Любой объект, попадающий в окрестность электрода, обладает своими собственными диэлектрическими свойствами, которые изменяют емкость между электродом и корпусом датчика, что, в свою очередь, приводит к появлению выходного сигнала, пропорционального расстоянию между объектом и детектором.

Для повышения чувствительности и снижения краевых эффектов в однополярном емкостном датчике применяют активное экранирование. При этом экран размещается вокруг нерабочих сторон электрода и на него подается напряжение, равное напряжению на электроде. Поскольку напряжения на экране и электроде имеют одинаковые амплитуды и фазы, между ними нет электрического поля, и все компоненты, расположенные за экраном не оказывают никакого влияния на работу датчика. Этот метод экранирования проиллюстрирован на рис. 2.11.

Рис.2.10. Емкостный датчик с экранирующим кольцом, поперечное сечение

Рис. 2.11. Емкостный датчик, измеряющий расстояние до объекта, с активным экраном вокруг электрода

В последние годы очень популярными стали мостовые емкостные датчики перемещений. На рис. 2.12. отображен линейный мостовой емкостной датчик перемещений, состоящий из двух групп плоских электродов, расположенных параллельно на фиксированном расстоянии d. Для увеличения емкости расстояние между электродами делается достаточно маленьким. Стационарная группа электродов состоит из четырех прямоугольных элементов, а подвижная группа - из двух. Все шесть элементов имеют одинаковые размеры.

Для увеличения диапазона линейности желательно делать размер каждого элемента, как можно, крупным (здесь, как правило, начинают сказываться ограничения по механической прочности). Четыре электрода стационарной подгруппы перекрестно соединены друг с другом электрическими проводами, что делается для формирования емкостной схемы мостового типа.

На мостовую схему подается синусоидальное напряжение с частотой 5 - 50 кГц. Дифференциальный усилитель усиливает разность напряжений между парой электродов в подвижной группе. Выходной сигнал усилителя поступает на вход синхронного детектора. Емкость конденсатора. Емкостный датчик мостового типа с двумя параллельными пластинами: А -- устройство расположения групп, Б -- эквивалентная схема номинального расстояния друг от друга, пропорциональна площади части подвижной пластины, расположенной напротив соответствующей области стационарной пластины. На рис. 2.12. отображена эквивалентная схема датчика перемещений с конфигурацией емкостного моста. Емкостные датчики перемещений имеют широкую сферу применения. Они могут использоваться как самостоятельно для определения положения и перемещения объектов, так и входить в состав других сенсоров, в которых перемещения отдельных элементов вызываются воздействием на них различных сил, давления, температуры и т.д.

Рис 2.12. Мостовой емкостный датчик.

3.3 Оптический датчик (Фотоэлектрический датчик)

Фотосенсор - это устройство, которое регистрирует и реагирует на изменение интенсивности светового потока.

Различают аналоговые и дискретные оптические датчики. У аналоговых датчиков выходной сигнал изменяется пропорционально внешней освещенности. Основная область применения - автоматизированные системы управления освещением.

Датчики дискретного типа изменяют выходное состояние на противоположное, при достижении заданного значения освещенности.

Оптические датчики применяются во всех отраслях для позиционирования или счета объектов.

После механических контактных и потенциометрических сенсоров оптические детекторы возможно являются наиболее популярными устройствами для определения положения и перемещений объектов.

В состав оптического датчика перемещений, как правило, входят три компонента: источник света, фотодетектор и устройства, управляющие светом (линзы, зеркала, оптические волокна и т.д.

Рис. 3.1. Устройство оптического датчика.

С использованием защитных экранов или охлаждения оптические датчики применяются для позиционирования или счета нагретых объектов

В соответствии с ГОСТ Р 50030.5.2 оптические бесконтактные выключатели классифицируются на три группы:

тип Т - с приемом прямого луча от излучателя;

тип R - с приемом луча, возвращенного от отражателя;

тип D- с приемом луча, рассеянно отраженного от объекта.

Оптический датчик типа Т характеризуется тем, что излучатель и приемник размещены в отдельных корпусах. Прямой оптический луч идет от излучателя к приемнику и может быть перекрыт объектом воздействия. Излучатель и приемник могут получать напряжение питания от различных источников питания. Индикатор излучателя сигнализирует о подаче напряжения питания. Индикатор приемника сигнализирует о срабатывании приемника. Элемент коммутации расположен в приемнике.

Оптический датчик типа R имеет размещенный в одном корпусе излучатель и приемник. Приемник принимает луч излучателя, отраженный от специального отражателя

Оптический датчик типа D имеет размещенный в одном корпусе излучатель и приемник. Приемник принимает луч, рассеяно отраженный от объекта воздействия. Объект может перемещаться как вдоль относительной оси, так и под углом к ней

3.3.1 Абсолютные цифровые датчики

Это -- рейки для линейных перемещений или диски для угловых перемещений, разделенные на N равновеликих площадок (полос в случае рейки, секторов в случае диска), на которых записаны бинарные слова, соответствующие определяемому положению согласно коду и конкретной технологии. Число площадок N определяет разрешение следующим образом: L/N см для рейки длиной L см и 360°/N для диска.

Все п бит, образующие каждое из слов, материализуются на п параллельных (для рейки) или концентрических (для диска) дорожках (рис. ) при использовании двух различных физических состояний для определения значений 0 или 1:

а) ненамагничиваемая или ферромагнитная поверхность (магнитное считывание);

б) изолирующая или проводящая поверхность (электрическое считывание);

в) непрозрачная и просвечивающая поверхность (оптическое считывание).

В настоящее время оптическое считывание применяется наиболее часто; для каждой дорожки имеется источник -- электролюминесцентный диод, и приемник -- фототранзистор.

Рис. 3.3. Рейка и диск с натуральным двоичным кодом.

Рис. 3.3. Рейка и диск с кодом Грея.

4. Датчики близости

У датчиков этого типа не существует механической связи между прибором и перемещающимся объектом; взаимодействие между ними - функция их взаимного положения - устанавливается посредством поля, которым может служить:

поле магнитной индукции для датчиков с переменным магнитным сопротивлением ( используется эффект Холла);

электромагнитное поле для датчиков с токами Фуко;

электромагнитное поле для емкостных датчиков.

Достоинства датчиков близости следует из факта отсутствия этой механической связи. К ним относится:

широкая полоса пропускания;

малое воздействие на объект измерения из-за чрезвычайной малости сил, возникающих между этим объектом и датчиком.

Повышенная надёжность вследствие отсутствия подвижных частей, подверженных износу или увеличению зазоров.

Кроме того, эти датчики обеспечивают гальваническую развязку измерительного контура и перемещающегося объекта.

Главными их недостатками являются:

малый, порядка 1 мм, диапазон измерений;

нелинейность;

зависимость показаний некоторых из них от формы, размеров и материала объекта и окружающей его среды, приводящая к необходимости их калибровки в конкретных условиях применения.

Датчик близости используется в аналоговом режиме или в режиме цифровых кодов. В первом случае амплитуда сигнала является непрерывной функцией относительного положения объекта и датчика, а во втором случае уровень сигнала может быть только высоким или низким в зависимости от того, находится объект ближе или дальше определённого расстояния: в последнем случае датчик называется детектором близости. При таком использовании датчика определяют:

номинальную дальность - расстояние, приближаясь на которое к оси датчика, стандартный объект вызывает изменение кодовых состояний на выходе датчика;

дифференциальный или гистерезисный ход - разность расстояний, соответствующих изменениям кодовых состояний в зависимости от того, приближается или удаляется стандартный объект вдоль оси датчика.

Некоторые возможные применения показаны на рис. 4.1 к ним относятся: измерение и стабилизация положения;

контроль размеров;

изучение движения объектов с малой инерционностью.

Рис. 4.1. Датчик близости.

а - положения; б - юстировки; в - юстировки по двум координатам; г- диаметр; д - продольных и поперечных перемещений; е - толщины масляной плёнки; ж - толщины изоляции на металле; з - толщины металла; и - размера; к, л- динамических перемещений, м - статических перемещений.

4.1 Индуктивный датчик с переменным магнитным сопротивлением

Такой датчик представляет собой трансформатор, магнитный контур которого включает перемещающийся объект (рис. 4.2); этот трансформатор должен быть ферромагнитным или иметь ферромагнитную поверхность.

Рис. 4.2. Датчик близости с переменным магнитным сопротивлением.

1 - магнитный экран; 2 - вторичная обмотка; 3 - ферромагнитная поверхность; 4- первичная обмотка.

Расстояние между объектом и головкой датчика, выполняя роль зазора, определяет сопротивление магнитного контура и, следовательно, поток, проходящий через вторичную обмотку, и напряжение на ее клеммах, когда первичная обмотка подключена к питанию. Напряжение вторичной обмотки, являющееся измерительным сигналом vm, изменяется нелинейным образом по закону, записываемому в форме

где x - расстояние датчика от объекта, а vmo и a зависят, в частности, от магнитной проницаемости, формы и размеров объекта.

Сигнал можно линеаризовать для малых перемещений относительно заданного положения Do, если с противоположных сторон перемещающегося объекта присоединить два одинаковых датчика, включаемых по дифференциальной схеме: первичные обмотки питаются последовательно или параллельно, а вторичные дающие напряжения vm1 и vm2 включены встречно; измеряемое напряжение в этом случае равно

,

.

4.2 Индуктивный датчик с токами Фуко

Основным элементом датчика такого типа является катушка, питаемая высокой частоты, который вызывает в пространстве вокруг нее переменное магнитное поле. В металлическом объекте, помещенным в эту зону, возникают токи Фуко. По закону Ленца они стремятся компенсировать вызвавшую их причину; таким образом, он вызывают индукцию, противоположную по знаку индукции катушки, что приводит к уменьшению ее коэффициента самоиндукции. В отличие от датчиков с переменным магнитным сопротивлением, которые пригодны только для ферромагнитных объектов, датчик с токами Фуко чувствителен к любому металлическому объекту. Однако его показания зависят не только от расстояния до объекта, также от его физических свойств (удельного сопротивления, проницаемости) и геометрических характеристик (формы и размеров). Обычно объект и датчик располагают в воздухе; прибор можно применять также в диэлектрических средах, для которых характерны малые потри на рабочих частотах.

Рис. 4.3. Индуктивная связь катушки и проводящего объекта. Соответствующая упрощенная электрическая схема.

1 - объект; 2 - возбуждающая катушка.

Элементарная физическая теория. Упрощенную теорию работы датчика такого типа можно описать, уподобив металлический объект контуру с сосредоточенными постоянными элементами, связанному с катушкой взаимной индукцией (рис. 4.3).

Катушка и ее источник питания, образующие первичную цепь, описываются уравнением

,

а объект (вторичная цепь) - уравнением

.

Влияние свойств объекта. Удельное сопротивление. Связь с объектом тем меньше влияет на первичную индуктивность, чем более высоким сопротивлением обладает объект, т.е. чем ниже проводимость у материала , из которого он состоит. В таком случае чувствительность прибора можно улучшить, наложив на перемещающийся объект хорошо проводящий лист или покрытие, например, из алюминия.

Магнитная проницаемость. Если ферромагнитный объект приблизить к катушке, то в ней возникнут два противоположных эффекта: уменьшение сопротивления магнитного контура стремится увеличить индуктивность, тогда как токи Фуко вызывают ее уменьшение. Результирующее направление изменения индуктивности зависит от соотношения величин проницаемости и удельного сопротивления объекта.

Размеры. Предполагается, что почти вся совокупность токов Фуко локализирована в поверхностном слое, толщина которого примерно в три раза больше скин-слоя д, выражение для которого имеет вид

где м и у - соответственно магнитная проницаемость и электропроводимость объекта, f - частота индуцирующего поля катушки. Таким образом, при частоте 1 МГц имеем д ? 80 мкм для алюминия и д ? 20 мкм для стали.

Реакция датчика не зависит от толщины объекта, если он более чем в 3 раза превосходит толщину скин-слоя. Так же мало влияют и поперечные размеры объекта, если они больше диаметра катушки.

Измерительная схема. Аналоговый датчик. Обычно к измерительной индуктивности дифферециально подключат вторую индуктивность, располагаемую в смежном плече моста, с тем чтобы компенсировать случайные влияния.

Второй индуктивностью могут быть:

опорная индуктивность, расположенная рядом с фиксированной моделью объекта той же природы, что и подвижный объект (измеряемый сигнал является в этом случае нелинейной функцией перемещения);

переменная индуктивность, расположенная относительно объекта таким образом, что перемещения этого объекта влекут противоположные изменения двух индуктивностей (этот дифференциальный способ включения позволяет на ограниченном участке перемещений линеаризовать характеристику датчика).

Детектор близости. Когда о положении объекта достаточно знать лишь то, больше ли расстояние до объекта некоторого заданного или меньше, индуктивность помещают обычно в цепь резонансного контура генератора. Приближение объекта вызывает увеличение потерь и уменьшение индуктивности, вследствие чего уменьшается добротность Q цепи нагрузки. Ниже некоторого минимального значения Q, соответствующего порогу, генерация прекращается; соответствующая схема это обнаруживает и сигнализирует о присутствии или отсутствии генерации.

4.3 Датчик, основанный на эффекте Холла

Эффект Холла выражается в появлении разности потенциалов VH перпендикулярно к линиям тока проводника, помещенного в поле индукции В; напряжение Холла VH зависит от направления и величины В. Эффект Холла является следствием силы Лапласа, которая действует на движущиеся электрические заряды.

Датчик, основанный на эффекте Холла, образует зонд в виде пластинки (обычно полупроводниковой), через которую пропускается ток и на краях которой измеряется напряжение Холла, и магнит, создающий поле индукции В, величина которого в области зонда (как и напряжение VH) зависит от положения магнита.

Один из элементов - зонд или магнит, закреплен, а другой связан с подвижным объектом; обычно, во избежание проблем электрической связи с подвижными источниками сигналов малого уровня, зонд закреплен; в этом случае, чтобы движение объекта не возмущалась, масса магнита должна быть относительна мала, что ограничивает область, в которой индукция измерима, и уменьшает, таким образом, диапазон измерений.

Элементарная физическая теория эффекта Холла. Рассмотрим проводящую прямоугольную пластинку (длиной L, шириной l, толщиной e) с приложенной к ней разностью потенциалов V, вызывающий ток I в продольном направлении (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Принципиальная схема зонда, основанного на эффекте Холла.

Предполагая, что проводимость обеспечивается электронами концентрации n и подвижности м, имеем:

.

Здесь с -удельное сопротивление, с = 1/qмn (q = 1,6·10-19 Кл), V = ExL, Ex - продольное электрическое поле, откуда I = qмnExel.

Пластина помещена в поле индукции В с нормальной составляющей к плоскости пластины BN; сила Лапласа FL, воздействующая на электрон, движущийся со скоростью v, равна FL = -qvB,где v = -мEx. Эта сила направлена в сторону возрастания y и имеет величину

Под действием силы FL электроны скапливаются на боковой поверхности пластины со стороны возрастающих y, оставляя на противоположной стороне такой же заряд противоположного знака; эти заряды создают электрическое поле Ey, параллельное оси y, направленное в сторону возрастания y и действующее на каждый электрон с силой Fy = -qEy. Состояние равновесия достигается, когда обе силы уравновешиваются:

Напряжение Холла VH соответствует произведению на ширину пластины:

или, учитывая найденной ранее выражения для тока I,

Здесь KH = -1/qn - постоянная Холла.

Более строгая теория, учитывающая рассеивание подвижных зарядов фононами, приводит к умножению предыдущего выражения KH на 3р/8. Порядок величин для некоторых типовых материалов датчиков Холла приведен в таблице:

Материал

Удельное сопротивление при 25°С, Ом·М

Постоянная Холла при 25°С, м3·С-1

GaAs

2·10-3

4,5·10-5

-1,7·10-3

-1,5·10-5

InAs

10-3

5·10-5

-3,7·10-3

-1,1·10-4

InSb

5·10-5

6·10-6

-3,8·10-4

-1,9·10-5

Численный пример. В пластине толщиной 0,1мм из арсенида индия с удельным сопротивлением 5·10-5 Ом·м, питаемой током 1 мА и помещенной в нормальное поле индукции напряжением 104 Гс, возникает напряжение Холла, равное 3,8 мВ.

Постоянная Холла зависит от температуры вследствие ее влияния на плотность свободных носителей; температурная чувствительность (1/КН) (d КН/dT) изменяется в зависимости от материала в широких пределах и может достигать нескольких % на 1°С.

Изменение КН в функции величины В может вылиться в отклонение от линейности порядка нескольких % от диапазона измерений; знак этой нелинейности зависит от материала.

Конструкция датчика. Измеряемая величина, к которой датчик, основанный на эффекте Холла, непосредственно чувствителен, - это нормальная составляющая BN магнитной индукции; соответствующая чувствительность составляет

Чувствительность пропорциональна току I, проходящему по зонду; она зависит от конструкции зонда (толщины e и выбора материала по коэффициенту КН).

Когда датчик используется для определения положений или перемещений, магнит, создающий индукцию, играет роль промежуточного преобразователя, на который воздействует первичная измеряемая величина (положение или перемещение), изменяя вторичную измеряемую величину, ,к которой датчик чувствителен непосредственно. Чувствительность к положению Sx определяется выражением

Чувствительность к положению Sx пропорциональна, в частности, градиенту нормальной составляющей индукции в области перемещения. Этот градиент зависит от природы магнита и от его положения относительно зонда; обычно он имеет значительную величину и более или менее постоянен только на очень ограниченном участке (порядка 1 мм).

Критерий выбора материала. Напряжение Холла пропорционально току I, но этот ток ограничен создаваемым им джоулевым нагревом, который пропорционален рассеиваемой мощности Pd:

В функции Pd напряжение Холла выражается следующим образом:

Если измерение осуществляется прибором с большим входным сопротивлением и задана мощность рассеяния для обеспечения нагрева в ограниченных пределах, возникает потребность в выборе материала, для которого член /n максимален.

Например, если измерение касается мощности, выделяемой генератором Холла в согласованном сопротивлении, то максимальной должна быть величина .

Детектор близости. Он реализуется присоединением к зонду Холла триггера Шмитта, который является гистерезисным компаратором уровня, что позволяет (BN+ и BN-) в зависимости от того, изменится ли она в сторону увеличения или уменьшения соответственно (рис. 4.5). Обычно гистерезис ДBN имеет порядок нескольких десятков мТ, и, будучи выше обычных фоновых индукций, он позволяет избежать ложных срабатываний, которые могут быть вызваны этими индукциями.

Рис. 4.5. Детектор близости, основанный на эффекте Холла, и характеристика взаимодействия.

5. Достоинства и недостатки датчиков

5.1 Индуктивный датчик

Преимущества

нет механического износа, отсутствуют отказы, связанные с состоянием контактов

отсутствует дребезг контактов и ложные срабатывания

высокая частота переключений до 3000 Hz

устойчив к механическим воздействиям

Недостатки - сравнительно малая чувствительность, зависимость индуктивного сопротивления от частоты питающего напряжения, значительное обратное воздействие датчика на измеряемую величину (за счет притяжения якоря к сердечнику).

5.2 Емкостный датчик

Достоинства емкостных датчиков - простота, высокая чувствительность и малая инерционность.

Недостатки - влияние внешних электрических полей, относительная сложность измерительных устройств.

5.3 Оптический датчик

Достоинства - благодаря большим расстояниям срабатывания (до 50 м) оптические бесконтактные датчики нашли широкое применение в промышленности и не только.

Они нечувствительны к паразитным магнитным полям и электростатическим помехам, что делает их незаменимыми для некоторых приложений.

5.4 Ультразвуковые датчики

Позволяют осуществлять бесконтактный контроль положения и габарита различных объектов, независимо от их оптических и электрических свойств, широко используются в технологическом оборудовании для измерения уровня заполнения резервуаров жидкостями и сыпучими материалами, контроля диаметра намотки листовых материалов и решения других задач. Специализированные ультразвуковые датчики позволяют определять положение кромки и толщину прозрачных полимерных пленок, тканей, бумаги.

Работа ультразвуковых датчиков основана на пьезоэффекте - изменении геометрических размеров керамической или кварцевой пластины при подаче на нее электрического поля и появлении электрического поля на поверхностях пластины при механических воздействиях на нее. Колебания пластины с частотой прикладываемого электрического поля (300 кГц) вызывают появление звуковых волн такой же частоты. Эти волны распространяются в воздухе со скоростью 330 м/сек. Они, подобно эху, отражаются от предметов и возвращаются к излучателю. Воздействуя на пластину, звуковые волны вызывают появление на ней электрического поля. Таким образом, пластина работает вначале излучателем, а потом приемником ультразвуковых волн. Диапазон срабатывания датчика регулируется изменением мощности излучения этих волн и промежутком времени, когда датчик ждет отражение.

5.5 Датчик, основанный на эффекте Холла

Возможность измерять положение или перемещение через неферромагнитный экран, отделяющий зонд от объекта, несущего магнит.

6. Применение датчиков

Применение датчиков положения и перемещения в промышленности многообразно. В частности, в медицине бесконтактны датчики можно встретить в таких приборах как гамма-камера, флюорограф, МРТ, УЗИ, литотриптер.

6.1 Индуктивные датчики

Индуктивные датчики служат для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п. и преобразования этой информации в электрический сигнал.

Устанавливаются на станки с ЧПУ, прессы, термопластавтоматы, конвейерные линии, автоматические задвижки, упаковочные автоматы и т. п.

6.2 Емкостные датчики

Емкостные датчики применяют для измерения угловых перемещений, очень малых линейных перемещений, вибраций, скорости движения и т. д., а также для воспроизведения заданных функций (гармонических, пилообразных, прямоугольных и т. п.).

 Емкостные преобразователи, диэлектрическая проницаемость e которых изменяется за счет перемещения, деформации или изменения состава диэлектрика, применяют в качестве датчиков уровня непроводящих жидкостей, сыпучих и порошкообразных материалов, толщины слоя непроводящих материалов, а также контроля влажности и состава вещества.

6.3 Оптические датчики

Оптические датчики применяются во всех отраслях для позиционирования или счета объектов.

Фотодатчики распространены повсеместно и используются в нашей каждодневной жизни. Они помогают, контролировать процесс открытия и закрытия гаражных ворот, бесконтактно включать и выключать воду в раковине, контролировать движение эскалатора, открывать двери в супермаркете, фотофиниш.

6.4 Ультразвуковой датчик

контроль замятия

датчик присутствия

датчик приближения для робототехники

контроль пустоты ящика

контроль качества на конвейере

контроль наличия лотков

контроль обрыва нити / провода и т. п.

контроль наполнения

проверка диаметра рулона

датчик присутствия людей

позиционирование автомобиля, (датчик приближения)

Заключение

В научной работе были рассмотрены основные виды бесконтактных датчиков, особенности и принципы их работы, рассмотрены сферы их применения.

Можно подвести итог, что бесконтактные выключатели -- это первичные приборы для автоматизации технологического процесса различных отраслей промышленности, таких как

станкостроение,

автомобилестроение,

нефтехимическая промышленность,

машиностроение,

пищевая промышленность и пр.

Столь широкая область применения ВБ обусловлена большим количеством возможных технологических решений, реализуемых с их помощью: подсчёт количества объектов,

контроль положения объекта,

регистрация наличия или отсутствия объекта,

отбор объектов по их габаритам, цвету и другим физическим свойствам,

определение скорости,

определение угла поворота

и многое другое

Преимущества бесконтактных выключателей:

высокая надежность;

однозначная зависимость выходной величины от входной;

стабильность характеристик во времени;

малые размеры и масса;

отсутствие обратного воздействия на объект;

работа при различных условиях эксплуатации.

Список литературы

1. Журнал «Современная электроника» № 6 2006г.

2. Сайт www.sensor-com.ru

3. Сайт www.datchikisensor.ru

4. Миль Г. Электронное дистанционное управление моделями. - М.: 1980.

5. Аш. Ж. и др. - Датчики измерительных систем- М.: 1992.

6. Журнал «Компоненты и технологии» №1 2005г., статья Александра Криворученко «Бесконтактные датчики положения. Проблемы выбора и практика применения» 2005г.

7. Сайт ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Конструкция и принцип действия датчиков перемещения различных типов: емкостных, оптических, индуктивных, вихретоковых, ультразвуковых, магниторезистивных, магнитострикционных, потенциометрических, на основе эффекта Холла. Области использования приборов.

    реферат [546,1 K], добавлен 06.06.2015

  • Понятие и общие свойства датчиков. Рассмотрение особенностей работы датчиков скорости и ускорения. Характеристика оптических, электрических, магнитных и радиационных методов измерения. Анализ реальных оптических, датчиков скорости вращения и ускорения.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.01.2016

  • Принцип эффекта Фарадея в работе волоконно-оптических датчиков тока. Разработка и исследование микроструктурных оптических волокон. Сравнение оптоволоконного датчика и трансформатора тока. Потенциальные сферы применения оптоволоконных датчиков тока.

    реферат [934,2 K], добавлен 12.11.2015

  • Структурная схема, характеристики и режимы работы микросхемы преобразователя Угол-Код для обработки сигналов индуктивных датчиков типа СКВТ (синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы). Ее сравнение с зарубежными аналогами и модулями на их основе.

    статья [3,1 M], добавлен 28.01.2015

  • Определение понятия терморезистивных датчиков. Общие характеристики резистивных детекторов температуры. Вычисление коэффициента сопротивления (полупроводника или проводника), режимов работы устройства. Рассмотрение способов применения термисторов.

    реферат [425,3 K], добавлен 12.01.2016

  • Фотоэлектрические датчики положения, характеристика, сфера применения, принцип их работы. Ультразвуковые измерители с цифровым и аналоговым выходами, их преимущества. Индуктивные датчики положения и перемещения, принцип измерений, схема подключения.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.04.2014

  • Датчик — элемент управляющего устройства, первичный преобразователь контролируемой величины в удобный сигнал: принцип работы, схемы подключения к микроконтроллеру (МК). Общая характеристика емкостных датчиков со звуковым индикатором, расчет параметров.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 04.12.2011

  • Определение принципа работы емкостного датчика присутствия. Схемы включения датчиков внесения ёмкости к МК. Технические характеристики и построение электрической схемы прибора со звуковым индикатором. Применение охранных извещателей для помещений ПИК.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.09.2011

  • Проектирование вычислительного модуля, состоящего из 2 датчиков давления и 4 датчиков температуры (до +125 и до +400). Составление схемы подключения датчиков. Написание демонстрационных программ для работы с устройствами DS18B20, АЦП DS2450 и MPX2010.

    курсовая работа [190,3 K], добавлен 24.12.2010

  • Общая схема емкостного датчика уровня. Радарные уровнемеры, сферы их применения. Вертикальное крепление датчиков. Принцип действия ротационного сигнализатора уровня. Датчик уровня заполнения вибрационного типа. Способы установки ротационных датчиков.

    реферат [5,5 M], добавлен 25.11.2014

  • Понятие и принцип работы датчиков, их назначение и функции. Классификация и разновидности датчиков, сферы и возможности их применения. Сущность и основные свойства регуляторов. Особенности использования и параметры усилителей, исполнительных устройств.

    реферат [17,8 K], добавлен 28.03.2010

  • Обзор современного состояния систем охранной сигнализации. Характеристика комбинированных датчиков обнаружения технических средств охраны. Помехи, влияющие на работу одноканальных датчиков обнаружения. Оценка финансовых затрат на установку и эксплуатацию.

    дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.11.2016

  • Особенности применения электрохимических датчиков в составе мультисенсорных пожарных извещателей. Сравнение технических характеристик. Конструкция, принцип действия электролитических датчиков. Перспективы развития технологий изготовления извещателей.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.12.2015

  • Основные типы и принцип работы резистивных преобразователей. Область применения датчиков контактного сопротивления, реостатных преобразователей и датчиков температуры. Резистивные преобразователи контактного сопротивления: тензорезисторы и пьезорезисторы.

    реферат [651,4 K], добавлен 21.05.2013

  • Обзор некоторых специфических современных электронных датчиков: щелемеры, стрессметры, экстензометрические датчики, прямые и обратные отвесы, приборы для контроля напряженно-деформированного состояния сооружений. Датчики, используемые в строительстве.

    контрольная работа [1,5 M], добавлен 16.10.2013

  • Технические характеристики цифрового компаратора. Описание цифровых и аналоговых компонентов: микросхем, датчиков, индикаторов, активных компонентов, их условные обозначения и принцип работы. Алгоритм работы устройства, структурная и принципиальная схемы.

    курсовая работа [1023,2 K], добавлен 29.04.2014

  • Разработка системы считывания данных с пяти четырехбитных датчиков. Проектирование структурной схемы микроконтроллера, схемы электрической принципиальной, блок-схемы работы программного обеспечения устройства. Разработка алгоритма основной программы.

    контрольная работа [275,4 K], добавлен 08.01.2014

  • Критерии эффективности и обоснование выбора базисных элементов для записи отсчетов от 16 аналоговых датчиков в область памяти. Функциональная схема компьютерной системы управления железнодорожным переездом. Алгоритм работы микропроцессорной системы.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2016

  • Емкостные датчики измерения влажности: требования и функции. Технические характеристики датчика измерения температуры. Устройство и принцип работы датчиков измерения качества воздуха, основные требования в соответствии с условиями их эксплуатации.

    реферат [968,1 K], добавлен 17.06.2014

  • Разработка структурной схемы устройства. Принцип работы его блоков: источника напряжения, цифрового программируемого устройства, семисегментного дисплея, датчиков давления и температуры. Разработка алгоритма работы управляющей программы, ее блок-схема.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 23.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.