Основные типы датчиков и их назначение

Страница 1

21.0 2Понятие датчика0

Человек глазами воспринимает форму, размеры и цвет окружающих

предметов, ушами слышит звуки, носом чувствует запахи. Обычно гово-

рят о пяти видах ощущений, связанных со зрением, слухом, обонянием,

вкусом и осязанием. Для формирования ощущений человеку необходимо

внешнее раздражение определенных органов - "датчиков чувств". Для

различных видов ощущений роль датчиков играют определенные органы

чувств:

Зрение Глаза

Слух Уши

Вкус Язык

Обоняние Нос

Осязание Кожа

Однако для получения ощущения одних только органов чувств недос-

таточно. Например, при зрительном ощущении совсем не значит, что

человек видит только благодаря глазам. Общеизвестно, что через гла-

за раздражения от внешней среды в виде сигналов по нервным волокнам

передаются в головной мозг и уже в нем формируется ощущение большо-

го и малого, черного и белого и т.д. Эта общая схема возникновения

ощущения относится также к слуху, обонянию и другим видам ощущения,

т.е. фактически внешние раздражения как нечто сладкое или горькое,

тихое или громкое оцениваются головным мозгом, которому необходимы

датчики, реагирующие на эти раздражения.

Аналогичная система формируется и в автоматике. Процесс управ-

ления заключается в приеме информации о состоянии объекта управле-

ния, ее контроле и обработке центральным устройством и выдачи им

управляющих сигналов на исполнительные устройства. Для приема ин-

формации служат датчики неэлектрических величин. Таким образом,

контролируется температура, механические перемещения, наличие или

отсутствие предметов, давление, расходы жидкостей и газов, скорость

вращения и т.п.

22. Принцип действия и классификация0

Датчики информируют о состоянии внешней среды путем взаимодейс-

твия с ней и преобразования реакции на это взаимодействие в элект-

рические сигналы. Существует множество явлений и эффектов, видов

преобразования свойств и энергии, которые можно использовать для

- 2 -

создания датчиков. В табл. 1 приведен сравнительно скромный пере-

чень.

При классификации датчиков в качестве основы часто используется

принцип их действия, который, в свою очередь, может базироваться на

физических или химических явлениях и свойствах.

23. Основные виды0

_Температурные датчики. С температурой мы сталкиваемся ежедневно,

и это наиболее знакомая нам физическая величина. Среди прочих

датчиков температурные отличаются особенно большим разнообра-

зием типов и являются одним из самых распространненых (табл. 2)

Стеклянный термометр со столбиком ртути известен с давних вре-

мен и широко используется в наши дни. Терморезисторы сопротивления

которых изменяется под влиянием температуры, используются довольно

часто в разнообразных устройствах благодаря сравнительно малой сто-

имости датчиков данного типа. Существует три вида терморезисторов:

с отрицательной характеристикой (их сопротивление уменьшается с по-

вышением температуры), С положительной характеристикой (с повышени-

ем температуры сопротивление увеличивается) и с критичной характе-

ристикой (сопротивление увеличивается при пороговом значении темпе-

ратуры). Обычно сопротивление под влиянием температуры изменяется

довольно резко. Для расширения линейного участка этого изменения

параллельно и последовательно терморезистору присоединяются резис-

торы.

Термопары особенно широко применяются в области измерений. В

них используется эффект Зеебека: в спае из разнородных металлов

возникает ЭДС, приблизительно пропорциональная разности температур

между самим спаем и его выводами. Диапазон измеряемых термопарой

температур зависит от применяемых металлов. В термочувствительных

ферритах и конденсаторах используется влияние температуры соответс-

твенно на магнитную и диэлектрическую проницаемость, начиная с не-

которого значения, которое называется температурой Кюри и для конк-

ретного датчика зависит от применяемых в нем материалов. Термочувс-

твительные диоды и тиристоры относятся к полупроводниковым датчи-

кам, в которых используется температурная зависимость проводимости

p──n-перехода (обычно на кристалле кремния). В последнее время

практическое применение нашли так называемые интегральные темпера-

- 3 -

турные датчики, представляющие собой термочувствительный диод на

одном кристалле с периферийными схемами, например усилителем и др.

_Оптические датчики. Подобно температурным оптические датчики от-

личаются большим разнообразием и массовостью применения. Как

видно из табл. 3, по принципу оптико-электрического преобразования

эти датчики можно разделить на четыре типа: на основе эффектов фо-

тоэлектронной эмиссии, фотопроводимости, фотогальванического и пи-

роэлектрических.

1Фотогальваническая эмиссия, или внешний фотоэффект,0 - это ис-

Перейти на страницу номер:
 1  2  3 
Скачать реферат Скачать реферат


Реклама

Разделы сайта

Последние рефераты