Ταξινόμηση και βασικές παράμετροι συσκευών μέτρησης κύριων και λογισμικών συσκευών

Οποιοδήποτε αυτόματο σύστημα ελέγχου για τη μέτρηση της απόκλισης της ελεγχόμενης τιμής από την τιμή σταθερής κατάστασης έχει ένα σώμα μέτρησης που μπορεί όχι μόνο να μετρήσει το μέγεθος και το πρόσημο της απόκλισης, αλλά και να μετατρέψει αυτήν την απόκλιση σε μια μορφή κατάλληλη για περαιτέρω χρήση στο σύστημα για αυτόματο έλεγχο.

Η φυσική φύση των ρυθμιζόμενων ποσοτήτων είναι πολύ διαφορετική, επομένως τα όργανα μέτρησης είναι επίσης διαφορετικά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ωστόσο, η έξοδος της συσκευής μέτρησης θα είναι είτε μηχανική ποσότητα (μετατόπιση, δύναμη) είτε ηλεκτρική ποσότητα (τάση, ρεύμα, ηλεκτρική αντίσταση, χωρητικότητα, επαγωγή, μετατόπιση φάσης κ.λπ.).

Οι ακόλουθες απαιτήσεις επιβάλλονται στις συσκευές μέτρησης που χρησιμοποιούνται σε συστήματα αυτόματου ελέγχου:

• αξιοπιστία στη λειτουργία υπό όλες τις συνθήκες που μπορεί να συναντήσει κανείς σε μια ελεγχόμενη τεχνολογική διαδικασία,

• την απαιτούμενη ευαισθησία

• επιτρεπόμενες διαστάσεις και βάρος,

• απαιτούμενη ορμή,

• χαμηλή ευαισθησία σε εξωτερικές επιδράσεις,

• δεν επηρεάζει την τεχνολογική διαδικασία και τη μετρούμενη τιμή,

• σαφείς ενδείξεις,

• σταθερότητα στο χρόνο,

• αντιστοίχιση σημάτων εισόδου και εξόδου με άλλα σήματα στοιχεία αυτοματισμού.

Τα ηλεκτρικά μεγέθη είναι τα πιο εύκολα μετρήσιμα, επομένως, σε πολλές περιπτώσεις, κατά τη μέτρηση μη ηλεκτρικών μεγεθών, πραγματοποιείται μια ειδική συσκευή (μορφοτροπέας) μαζί με το σώμα μέτρησης, που μετατρέπει το μη ηλεκτρικό μέγεθος στην είσοδο του σώματος μέτρησης. σε μια ηλεκτρική ποσότητα στην έξοδό της. Τέτοιες συσκευές μέτρησης ονομάζονται αισθητήρες.

Κατά κανόνα, δεν γίνεται διάκριση μεταξύ των εννοιών ενός στοιχείου μέτρησης, ενός αισθητήρα και ενός ευαίσθητου στοιχείου (το επώνυμο βρίσκεται επίσης συχνά στη βιβλιογραφία για τον αυτόματο έλεγχο).

Οι πιο συνηθισμένοι είναι οι ηλεκτρικοί αισθητήρες, δηλαδή οι συσκευές μέτρησης με τη μετατροπή ενός μετρούμενου μη ηλεκτρικού μεγέθους σε ηλεκτρικό. Η κατασκευή αυτών των αισθητήρων εξαρτάται από τη φυσική φύση της μετρούμενης ποσότητας και την αρχή που υιοθετείται για τη μέτρηση της απόκλισής της.

Η ταξινόμηση των συσκευών μέτρησης πραγματοποιείται σύμφωνα με το όνομα της τιμής που μετρούν: συσκευές μέτρησης για στάθμη, πίεση, θερμοκρασία, ταχύτητα, τάση, ρεύμα, ρυθμό ροής, φωτισμό, υγρασία κ.λπ.

Οι αισθητήρες ταξινομούνται: πρώτον, με το όνομα της μετρούμενης τιμής και, δεύτερον, από την παράμετρο στην οποία μετατρέπονται τα σήματα της συσκευής μέτρησης, για παράδειγμα, αισθητήρες χωρητικού επιπέδου, επαγωγικοί αισθητήρες πίεσης, αισθητήρες θερμοκρασίας ρεοστάτη κ.λπ.

Για ευκολία κατά τη χρήση της εξεταζόμενης ταξινόμησης, κατά κανόνα, ένα από τα ονόματα παραλείπεται, καθώς ο ίδιος αισθητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση διαφορετικών μη ηλεκτρικών μεγεθών.

Βασικές παράμετροι των αισθητήρων

Οι κύριες παράμετροι του σώματος μέτρησης (αισθητήρας) που το χαρακτηρίζουν είναι:

• ευαισθησία

• αδράνεια.

Ευαισθησία αισθητήρα ονομάζεται η σχέση αλλαγής Δy ελεγχόμενη μεταβλητή για την αλλαγή της ποσότητας εισόδου Δx:

K = Δg /ΔNS

Στα συστήματα αυτόματου ελέγχου, αυτή η αναλογία ονομάζεται επίσης κέρδος συστήματος ή ζεύξης (εάν ληφθεί υπόψη ένας σύνδεσμος).

Έτσι, η ευαισθησία του στοιχείου μέτρησης ταιριάζει με το κέρδος του.

Η αδράνεια του σώματος μέτρησης (αισθητήρας) καθορίζει και τις δυνατότητες εφαρμογής του σε συστήματα αυτοματισμού, καθώς προκαλεί κάποια καθυστέρηση στη μέτρηση της τιμής της ελεγχόμενης παραμέτρου σε μια δεδομένη στιγμή. Η καθυστέρηση μπορεί να προκληθεί από τη μάζα των εξαρτημάτων, τη θερμική αδράνεια, την επαγωγή, την χωρητικότητα και άλλα στοιχεία του ίδιου του αισθητήρα.

Κατά τη μελέτη των δυναμικών ιδιοτήτων ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου, η αδράνεια του σώματος μέτρησης παίζει τον ίδιο ρόλο με τις αδρανειακές ιδιότητες οποιουδήποτε άλλου στοιχείου του συστήματος αυτοματισμού. Επομένως, όταν επιλέγετε έναν αισθητήρα, είναι απαραίτητο να δίνετε προσοχή όχι μόνο στην ευαισθησία του, αλλά και στην ορμή του.