Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


√лава 3. ¬иды датчиков




 

3.1. Ѕинарные и цифровые датчики

¬ системах управлени€ последовательностью событий в основном примен€ютс€ сигналы типа Ђвключено/выключеної, вырабатываемые бинарными датчиками. ¬ любом производственном процессе приходитс€ контролировать тыс€чи условий типа Ђвключено/выключеної.

Ѕинарные датчики используютс€ дл€ определени€ положени€ при механических перемещени€х, дл€ подсчета элементов в дискретных потоках (например, числа бутылок на выходе линии розлива), дл€ контрол€ достижени€ предельных значений уровн€ или давлени€ или крайних положений подвижных частей.

Ѕинарные и цифровые датчики бывают как простыми, состо€щими только из выключател€, так и очень сложными. Ќекоторые цифровые датчики в действительности представл€ют собой полнофункциональный микрокомпьютер, встроенный в автономное устройство и вырабатывающий либо сигналы типа Ђвключено/выключеної, либо кодированные цифровые данные. Ќиже описаны некоторые типы датчиков с бинарным выходом Ц положени€, пороговые и датчики уровн€.

 

3.2. ƒатчики положени€

¬ качестве датчиков положени€ (position sensor) в течение многих дес€тилетий используютс€ выключатели. ќни состо€т из электрических контактов, которые механически размыкаютс€ или замыкаютс€, когда кака€-либо переменна€ (положение, уровень) достигает определенного значени€.  онцевые выключатели (limit switch)различных типов €вл€ютс€ важной частью многих систем управлени€, надежность которых существенно зависит именно от них. ќни располагаютс€ там, где Ђпроисходит действиеї, и часто подвергаютс€ большим механическим нагрузкам и токам.

Ќа рис. 3.1 показаны нормально разомкнутый замыкающий выключатель (normally open, make-contact switch), нормально замкнутый размыкающий выключатель (normally closed, break-contact switch) и переключатель (change-over switch) в нормальном положении и при срабатывании. Ќа схемах контакты выключател€ обычно изображают в нормальном положении.

–ис. 3.1. –азличные обозначени€ выключателей.

 

ѕростейшим выключателем €вл€етс€ механический нормально разомкнутый однополюсный выключатель (Single-Pole Single-Throw Ц SPST), показанный на рис. 3.2 а. ѕростое согласование сигналов можно обеспечить с помощью нагрузочного (pull-up) резистора.  огда выключатель разомкнут, с резистора снимаетс€ напр€жение +5 ¬, воспринимаемое ““Ћ-вентилем на входе компьютера как одно из ло≠гических состо€ний. ≈сли контакт замкнут, выходной сигнал равен потенциалу Ђземлиї, что воспринимаетс€ как другое логическое состо€ние.

«амыкание механического выключател€ обычно вызывает проблемы, поскольку контакты вибрируют (Ђдребезжатї) несколько миллисекунд, прежде чем замкнутьс€ (рис. 3.2 б).  огда важно зафиксировать только первое касание, как в случае концевого выключател€, принимать во внимание последующие замыкани€ и размыкани€ контактов из-за дребезжани€ нет необходимости. ѕрименение цепи, обеспечивающей небольшое запаздывание выходного сигнала, €вл€етс€ одним из способов преодолени€ эффекта дребезжани€ контактов.

 

–ис.3.2. ƒребезжание контактов при замыкании выключател€.

ќднополюсный двухпозиционный выключатель (Single-Pole Double-Throw Ц SPDT) может быть типа Ђразрыв перед замыканиемї (Break-Before-Make Ц ¬¬ћ)или Ђзамыкание перед разрывомї (Make-Before-Break Ц ћ¬¬) (рис. 3.3). ѕри переключении в первом случае оба контакта разомкнуты на короткое врем€, во втором Ц через оба контакта ток кратковременно протекает.

Ѕоротьс€ с дребезжанием контактов в переключател€х SPDT можно с помощью специальных схем. ѕодвижный контакт должен быть заземлен; когда он касаетс€ контакта, присоединенного к источнику, напр€жение последнего снижаетс€. ѕодключенна€ электронна€ схема должна Ђуловитьї логическое состо€ние, соответствующее первому касанию контактов, и игнорировать последующее дребезжание.

–ис. 3.3. ѕереключатели с различными контактными системами:

а Ц разрыв перед замыканием, б Ц замыкание перед разрывом.

—уществуют другие методы определени€ положени€ с помощью бинарных датчиков, некоторые из которых приведены ниже.

Х –тутные выключатели состо€т из небольших герметически запа€нных стекл€нных трубок с контактными выводами. “рубка содержит достаточное количество ртути, чтобы замкнуть контакты. ¬ыключатель размыкает и замыкает контакты при изменении положени€ (наклона) трубки.

Х ћагнитоуправл€емое герметичное €зычковое реле Ц геркон (reed switch, reed relay) Ц состоит из двух плоских пружин, запа€нных в небольшую стекл€нную трубку. —вободные концы пружин наход€тс€ друг над другом с очень небольшим зазором между ними.  огда к трубке приближаетс€ магнит, пружины намагничива≠ютс€ в разных направлени€х, прит€гиваютс€ друг к другу и замыкаютс€.

Х ‘отоэлектрические датчики выполнены из материалов, которые измен€ют сопротивление или генерируют разность потенциалов под вли€нием света. ¬о многих устройствах достаточно бинарной индикации Ц есть свет или нет. ‘отоэлектрический лучевой детектор состоит из источника светового луча и светочувствительного элемента. —уществует много конструкций светодетекторов, которые отличаютс€ в основном тем, отражаетс€ или прерываетс€ световой луч фиксируемым объектом. ѕреимущества светодетекторов Ц простота, гибкость, низка€ стоимость и, главное, фиксаци€ может выполн€тьс€ без непосредственного физического контакта. Ќа базе фотоэлектрических лучевых детекторов легко стро€тс€ измерители частоты вращени€, счетчики, датчики положени€ и т. д.

Х ”льтразвуковые и микроволновые датчики используютс€ дл€ обнаружени€ объектов на рассто€ни€х от нескольких сантиметров до нескольких метров. Ёти датчики работают в режиме отражени€ (излучатель и приемник заключены в одном приборе) или на принципе прерывани€ луча (излучатель и приемник расположены в разных устройствах).

 

3.3. ѕороговые датчики

–азные типы датчиков используютс€ дл€ определени€ момента, когда аналогова€ величина (например, уровень, давление, температура или расход) достигает некоторого порогового значени€. ѕоэтому их часто называют пороговыми датчиками (point sensors, limit sensors). ќни обычно используютс€ дл€ подачи аварийного сигнала, а иногда и остановки процесса в случае достижени€ какой-либо величиной значени€, указывающего на опасную ситуацию. “акие датчики должны быть устойчивыми и надежными.

 

3.4. »ндикаторы уровн€

»ндикатор уровн€ (level switch) срабатывает, если резервуар заполнен до заданной высоты. ѕринцип работы зависит от свойств контролируемого вещества Ц жидкость, цементный раствор, гранулы или пыль. »ндикатор может либо показывать текущий уровень, либо выдавать сигнал, когда уровень достигает заданного.

ѕоплавок, наход€щийс€ на поверхности жидкости, при достижении определенного уровн€ действует как концевой выключатель. √ерконы €вл€ютс€ идеальными выключател€ми дл€ жидкой среды, поскольку они водонепроницаемы. Ќа поплавке должен быть установлен магнит, чтобы вызвать срабатывание контактов геркона. ƒл€ той же цели часто используютс€ фотоэлектрические датчики. ƒл€ твердых материалов приме≠н€ютс€ емкостные датчики приближени€ (proximity sensors). ѕо мере повышени€ уровн€ заполнител€ из пространства между стенкой сосуда и емкостным зондом вытесн€етс€ воздух, и поэтому измен€етс€ емкость образованного ими конденсатора, которую можно измерить стандартными методами. ”ровень можно измерить и датчиком давлени€, помещенным на дно сосуда, поскольку величина давлени€ у дна пр€мо пропорциональна высоте столба вещества. ¬ этом случае может вырабатыватьс€ как аналоговый (индикаци€ текущего уровн€), так и бинарный (достигнут пороговый уровень) сигнал.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1333 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќаглость Ц это ругатьс€ с преподавателем по поводу четверки, хот€ перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2429 - | 2009 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.012 с.