Датчиктің сезімталдығы S шығыс шаманың өзгеруінің кіріс шаманың өзгеруі қатысына тең:

немесе (2.1)

Сонымен, сезімталдық шығыс шаманың кіріс шамаға тәуелділігін көрсететін функцияның бірінші туындысы болып табылады. Датчиктің инерциялығы датчиктің детальдарымен, жылулық құрылымымен, индуктивтілігімен, сыйымдылығымен және т.б. түсіндірілетін, басқарылатын шаманың мәнін өлшеуде кейбір кешігуді көрсетеді.

2.2. Датчиктерді топтастыру және оларға қойылатын талаптар
Орындалатын операцияны сипаттайтын параметрлердің мәндері туралы ақпарат болғанда ғана технологиялық үрдістерді автоматтандыруға болады.

Автоматиканың техникалық құралдарындағы ақпарат - адаммен сапа жағынан қабылданатын технологиялық үрдістердің сипаттамалары мен параметрлерінің сандық мөлшері. Мысалы, бар-жоқ, ыстық-салқын, төмен- жоғары, құрғақ-дымқыл және т.б.

Ақпаратты жинау және оны санды жағынан бағалау үшін, әр түрлі электрлік және бейэлектрлік датчиктер керек. Мысалы, технологиялық үрдістердің АБЖ екі мың шамасында параметрлерді өлшеуді керек етеді.

Датчик (түрлендіріп бергіш) - үрдістің параметрлерін өлшейтін және өлшенген физикалық шамаларды одан әрі қарай өңдеуге және қашықтыққа беруге қолайлы сигналға түрлендіретін құрылғы.

Датчик - бақыланатын шаманы (қысым, температура, жылдамдык, жарық күші, электр тогы, кернеу, т.б.) өлшеуге, таратуға, өзгертуге, сақтауға және тіркеуге, сонымен қатар басқарылатын үрдістерге, әсер етуші сигналға түрлендіруші өлшеуіш, сигнал бергіш, реттеуіш немесе басқарушы жүйе құрылғыларының элементі. Датчик құрамында әсер қабылдағыш (сезгіш) және бірнеше аралық өзгерткіш элемент болады.

Әдетте датчиктің шықпасында немесе механикалық параметрлер (күш, ығысу жолы, жылдамдық) немесе электрлік шамалар (кернеу, ток, кедергі, сыйымдылық, индуктивтік, фазалар ығысуы және т.б.) болады. Электрлік параметрлерді өлшеу, тарту жеңіл келеді, сондықтан электрлік датчиктер кең таралған.

Бейэлектрлік параметрлерді алдын ала датчиктердің көмегімен электрлік шамаға түрлендіреді. Содан соң осы жанамалы бірақ айтарлықтай дәл ақпаратты АБЖ-нің келесі элементіне береді.

---

Кез келген өндірісті, әсіресе ауылшаруашылық өндірісін, автоматтандыруда ең қиын және жауапты мәселелердің бірі - автоматтандырылатын үрдістерді толық суреттейтін (бейнелейтін) және бақылайтын датчиктерді ойлап құрастыру.

Технологиялық үрдістерді автоматтандыру деңгейі, көп жағдайда датчиктердің жетілдірілгендігімен анықталады. Өкінішке орай, осы күнге дейін ауылшаруашылық нысандарының арнайы параметрлерін өлшеуге арналған датчиктер жасалынған жоқ. Мұндай параметрлерге, мысалы, сүттің майлылығын, дәннің тұқымдық қасиетін, жануарлар мен өсімдіктердің физиологиялық қасиеттерін жатқызуга болады.

Жалпы түрінде датчик бір физи калық шаманы басқа шамаға түрлендіруге немесе бір физикалық шаманың санды мәнін өзгертуге арналған бір немесе бірнеше қарапайым түрлендіргіштерден тұрады. Қарапайым түрлендіргіштердің ішінде ең маңыздысы бұл қабылдағыш орган (сезгіш элемент немесе өлшеуіш орган) саналады. Ол басқарылатын шаманың тұрақталған мәннен ауытқуын сезеді және осы ауытқуды белгілі сигнал түрінде басқа түрлендіргіштерге береді.

Әрекет ету принципі бойынша датчиктерді генераторлық және параметрлік деп екі үлкен топқа бөледі.
2.3. Параметрлік датчиктер
Параметрлік датчиктер кіріс шаманы X датчиктің кез келген электрлік параметрін (R, L немесе С) өзгертуді түрлендіреді. Келтірілген датчик параметрлерінің өзгерісін қашықтыққа қосымша сигнал көздерінсіз (кернеу немесе ток) беру мүмкін емес. Датчиктің сәйкес параметрлерінің өзгерісін тек және ток немесе кернеуге датчик реакциясы бойынша да айқындауға болады, өйткені келтірілген параметрлер осы реакцияны сипаттайды. Сондықтан параметрлік датчиктер тұрақты не айнымалы токпен қоректенетін арнайы өлшеу тізбегін қолдануды қажет етеді. Омдық қабылдағыш элементтер (бірінші түрлендіргіштер) және датчиктер. Датчиктің аты оның арналымының және қабылдағыш элементтің атынан пайда болады. Омдық (реостаттык) қабылдағыш органдарды (ҚО) бақылау датчиктерінде, сызықтық және бұрыштық орын ауыстыруды, моменттер күштерін және басқа бейэлектрлік шамаларды өлшеу датчиктерінде пайдаланылады.

(2.2)

Бұлардың қатарына түйіспелік, потенциометрлік, көмір, тензометрлік және әрекет ету принципі өлшенетін кірмелік параметрдің әрекет ету принципі өлшенетін кірмелік параметрдің әрекетінен арнайы элементтің омдық кедергісінің өзгеруіне негізделінген басқа бірінші түрлендіргіштер жатады.

---

^{Р 1}

Түйіспелік датчиктер. Олар өздерінің түйіспелерін түйістіріп немесе ажыратып механикалық әрекеттерді және тұрақты немесе айнымалы ток электр импульстерін түрлендіреді.

Түйіспелік қабылдағыш органдар (бірінші түрлендіргіштер) көмегімен датчиктер күштерді, аралық және шекті жылжуды, бұйымдардың пішіні мен өлшемдерін өлшейді және бақылайды. Түйіспелердің аралығындағы бастапқы саңылау датчиктердің сезгізгіштік аймағын анықтайды. Түйіспелі датчиктер бір шектілі және көп шектілі болуы мүмкін.

Түйіспелік датчиктердің негізгі кемшіліктері:

• 
  үзіліссіз бақылауды қамтамасыз етудің күрделілігі;
  
• 
  түйіспелік жүйенің жұмыс істеу уақытының шектілігі;
  

Тензодатчиктер. Тензометрлік қабылдағыш элементтер (тензодатчиктер) жұмысында материа электрлік кедергісінің оның деформациясынан тәуелділігі пайдаланылады.

Тензодатчик - белгілі тәртіппен төселінген және екі беті арнайы қабыршақпен желімделген жіңішке сым.

Тензодатчик меншікті электрлік кедергісі жоғары болатын (константан, нихром) жіңішке (а = 0.02...0,04 мм) материалдан дайындалады.

Термотүрлендіргішті сыналатын бөлшекке өте берік желім көмегімен желімдейді. Бөлшек дефформацияланғанда өзінің геометриялық өлшемдері мен меншікті кедергісін өзгерту нәтижесінде сымның элетрлік кедергісі өзгереді.

салыстырмалы кедергісінің өзгеруін өлшеу бойынша салыстырмалы деформацияны анықтайды. Содан кейін тәуелділігі бойынша F күшті анықтауға болады.

Материалдың бір бөлігі деформацияланғандықтан датчиктің сезгіштігі материалдың сезгіштігінен төмен болады.

Сезгіштігі

Нихромда

Әдетте тензотүрлендіргіштерді көпірлік сұлба бойынша қосады. Олар тензодатчикті құрайды.

Кемшіліктері:

• 
  сезгіштігінің төмендігі;
  
• 
  температуралық қатесінің болуы.
  

Өлшеуіш сұлбаларды термоөтемдеу және күшейткіштермен жабдықталған екінші өте сезгішті аспаптарды пайдалану айтылған кемшіліктерді айтарлықтай азайтуға мүмкіншілік береді.

Индуктивтік датчиктер реттелетін шаманың өзгеруін магниттік жүйе индуктивтілігінің өзгеруіне түрлендіреді (деңгей, қысым, орын ауыстыру). Индуктивті датчиктердің артықшылығы: механикалық тозудың болмауы, өтірік іске қосылудың жоқтығы, ауыстырып қосудын жоғары жиіліктігі, механикалық әсерлерге беріктілігі. Кемшіліктері: салыстырмалы төмен сезімталдығы, қоректендіру көзінің жиілігіне индуктивті кедергінің тәуелділігі, өлшенетін шамаға датчиктің

---

кері әсері (өзекшеге якорьдың тартылуы есебінен).

2.1-суретте SICK AG фирмасының индуктивті датчиктері көрсетілген.

Сыйымдылықтың бастапқы түрлендіргіштері. Сыйымдылықтың бастапқы түрлендіргіштері - кірмелік шама әрекетінің не астарлар арасындағы қашықтық, не астарлардағы қашықтық, не астарлардың ауданы, не астарлар арасындағы кеңістіктің диэлектрлік өтімділігі өзгеретін конденсатор. Яғни, кірмелік шаманың әрекетінен конденсатордың сыйымдылығы өзгереді.

2.1-сурет.
Мұндай қабылдағыш органдар қысымды, сұйық және сусымалы материалдардың деңгейін, орнын ауыстырады, қатты және сусымалы орталардың ылғалдағы өлшейтін датчиктерінде кең пайдаланылады. Олар сонымен қатар ауылшаруашылық өнімдерінің кейбір сапалық көрсеткіштерін анықтауға да қолданылады.

C = eS/h (2.3)
2.2-суретте НПК «Теко» фирмасының сыйымдылық датчиктері көрсетілген.

Арнайы диэлектриктік және жартылай өткізілетін материалдар пайдаланылған сыйымдылықтың қабылдағыш элементтері кең қолданылады.
2.2-сурет.
Бұл материалдардан диэлектрик өтімділігі сыртқы әрекеттерге (температурадан, электрик кернеуліктен, механикалық қысымнан, жиіліктен,, радиациялық сәулелерден және т.б.) өте тәуелді келеді.

Олардың қатарына айнымалы сыйымдылықты сегнетокерамикалық конденсаторлар жатады. Олар вариконттар деп аталады. (E = 1000…3000). Вариконданың сыйымдылығы кернеуден және температурадан тәуелді. Вариконттарды сезгіштік коэффициенті жоғары болатын температурадан тәуелді. Вариконттарды сезгіштік коэффициенті жоғары болатын темпераураның бастапқы түрлендіргіші ретінде пайдалануға болады.

Кейбір жағдайларда температураның бастапқы түрлендіргіші ретінде варикондар пайдаланылады. Олар кремнийлік электронды – тесіктік п – р өтпелігі негізінде дайындалған конденсаторлар болады.

Варикондардың вариконттардан артықшылықтары:

-диэлектрлік шығындар аз;

-жиіліктен тәуелділігі жоқ;

-тәуелділікті жақсы көрсетеді.
2.4. Генераторлық датчиктер
Генераторлық датчиктерде бақыланатын Х параметр қабылдағыш органда тікелей шықпалық У шамаға түрленеді. Қосымша қоректену көзі керек болмағандықтан бұл датчиктер өте қарапайым келеді. Кірмелік Х сигналды шықпалық У сигналға түрлендіру кірмелік сигнал энергиясының есебімен жүзеге асырылады. Генераторлық датчиктерде индукциялық, термоэлектрлік, пьезоэлектрлік, фотоэлектрлік және басқа да көптеген датчик типтерін жатқызуға болады.

---

Индукциялық датчиктер генераторлық датчиктерге жатады.

Индуктивтік датчиктер аздаған сызықтық немесе бұрыштық ығысуларды электр сигналдарына айналдырады. Олардың әсер принципі катушканың индуктивтік кедергісінің магнит өткізгіштігі саңылаудың өзгерісіне, магнит өткізгіштің катушка ішінде ығысуына не саңылау ауданның өзгерісі тәуелділігіне негізделген.

Магнит өткізгіші бар индуктивтік катушка қозғалмайтындай болып бекітіледі, ал оның зәкірі ығысуын электр сигналына түрлендіру қажет басқару нысанының қозғалмалы бөлігімен механикалық түрде жалғасады.

Индуктивтік , трансформаторлық, магниттік серлімді және индукциялық датчиктер электромагниттік датчиктер қатарына жатады.

Терможұптар әрекет ету принципі термоэлектрлік эффектіге негізделген. Әртекті екі өткізгіштің балқытып біріктірілген бір ұшын қыздырғанда екінші ұшында термо -ЭҚК - нің (яғни электр тоғының) пайда болуына негізделген. Бұл ЭҚК – шамасы терможұп ұштарындағы температураның айырмасына тура пропорционалды және оны құрайтын материалдан тәуелді болады.

Пайдаланылатын материалға байланысты терможұптың әр түрлі типтері болады:

ТПП – платинородий (родий 10% ) – платина – 1300... 1600 °C - қа дейін.

ТХА – хромель – алюмель – 1300 °C - қа дейін;

ТХК – хромель – камель – 800 °C - қа дейін;

Мыс – константан – 500 ... 800 °C - қа дейін.

Жоғары температураны өлшеуге жоғары температурадад ғана еритін (баяу балқитын) материалдардан жасалған терможұптар пайдаланылады:

Вольфрам – малибден – 1300... С

Вольфрам – тантал – 400... С

Терможұптардың сезгіштігі: = ,

мұндағы ????Е – температураның ????t өзгеруіне сәйкес келетін термоЭҚК-нің өзгеруі.

Әр түрлі типті терможұптардың сезгіштігі әр түрлі болады. Мысалы, хромель – алюмель терможұп 0 -та ???? = 39мкВ/град, ал 200 13 мкВ/град.

Терможұпты сұлбаға қосқанда жұмысшылық емес (бөлшектер) қосылғанжерлер температураның өзгеруіне втоматты түзету енгізуді қарастыру керек (сұлбаға қара). ТЖ терможұп тезбегіне көпір жалғаған. Оның бір иініне терможұптың жұмысшылық емес жапсырылған жерінің қасында орналасқан термокедергі

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по дисциплине Основы научных исследований и проектирования (вариант 6) Проверил.docx

• Правила внутреннего трудового распорядка работников муниципального казенного общеобразовательного учреждения Ихрекская средняя общеобразовательная школа.pdf

• Программа технической направленности робототехника.docx

• Лекция 22. Элементы физики лазеров 22 Спонтанные и вынужденные переходы.doc

• Мой дед уходил на войну, За Родину шел воевать.docx