Generátor érzékelők - studopediya
A csoport tartalmazhatja érzékelők generáló átalakítók különféle elektromos energiává alakítja. A legszélesebb körben használható érzékelők induktív, piezoelektromos átalakítók és hőmérők.
Induktív érzékelők.
A működési elve az induktív szenzorok alapuló elektromágneses indukció törvény, megnyitva a lehetőséget a közvetlen átalakítása a bemenet: a mért értékek az EMF anélkül, hogy további energiaforrás. Ezek az érzékelők Tahogenerátorok AC és DC, amelyek a kis dynamoelectric generátor, melynek kimeneti feszültség arányos a szögletes forgási sebessége a generátor. Tahogenerátorok használt szögszenzorok.
Tahogenerátorok DC kétfélék: egy állandó-mágnes és az elektromágneses gerjesztés a független egyenáramú áramforrás.
Mivel az indukált elektromotoros erő arányos nemcsak a forgás sebessége, hanem a mágneses fluxus:
,
a fő követelmény, hogy a tachogenerátor a állandóságának a mágneses fluxus.
Tahogenerátorok AC is két fajtája van: szinkron és aszinkron.
Szinkron Tahogenerátorok felépítése egyszerű, és egy állórész (külső tekercselés) és a forgórész célja egy állandó mágnes több pólus (ábra. 7,12). Amikor a rotor forog a állórész indukált elektromotoros erő értéke, a frekvencia határozza meg ismert képletek:
Következésképpen, a változás a forgási sebessége függ az EMF és gyakorisága. Ez létrehoz kényelmetlenséget, amikor az ilyen készülékek például az automatikus érzékelő kapacitás és induktivitás, mint paraméterek (induktivitás és kapacitás) a terhelés és a tachogenerátorral fog változni, ha a forgási sebesség, amellyel a linearitást az statikus jellemző zavart. Ez a jelenség bizonyos mértékben korlátozza a használatát szinkron tacho-generátorok. Ezeket csak mutatójaként közvetlenül méri a fordulatszámot.
Aszinkron tahogenerátor széles körben használják az automata vezérlő áramkörök, mivel a frekvencia nem függ a rotor fordulatszáma, amely megteremti a statikus linearitás jellemzőit.
Szerkezetileg aszinkron tahogenerátor egy aszinkron váltakozó áramú motor egy üreges rotor. Két állórész tekercs tolódnak 90 fokkal, és egyikük a betáplálást egy állandó amplitúdója és frekvenciája a gerjesztő feszültség, létrehozza a mágneses fluxus F1 (ábra. 7,13). Ez az anyag nem befolyásolja a második tekercselés, ha a rotor álló nem nyújt, mivel ez merőleges a mágneses tengellyel, így amikor a rotor álló helyzetében a második tekercs létrehozásához nincs feszültség nem. De ha a rotor forogni kezd, akkor át a falon az áramlási F1 és akkor van áram, hogy hozzon létre a mágneses fluxus F2. Már mentén irányul mágneses tengelye a második tekercs.
Mivel az F1 áramlási szinuszosan változik, majd az áramlás F2 is szinuszos, és ezáltal indukálva egy második tekercs által indukált elektromotoros erő
ahol f - meghatározott gyakorisággal csak a gyakorisága gerjesztő feszültség; K - arányossági tényező.
A forgatás sebessége attól függ, csak az áramlás F2. generált áram a rotor, ami függ az áramlási F1, és a forgási frekvencia f:
,
Mivel az áramlás F1 egyenesen arányos a gerjesztő feszültség állandó értéken tartjuk, majd a
m. f. indukált a második tekercselés az elektromotoros erő egyenesen arányos a rotor fordulatszáma.
Termoelektromos szenzorok célja, hogy méri a hőmérsékletet. Ezek két thermoelectrodes az 1. és 2., állítanak elő különböző vezetékek (ábra. 7,14). Az egyik végei ezekre a vezetékekre vannak hegesztve (olvasztott), és az alján a többi érzékelő kimenet, ahol a kimeneti feszültség eltávolítjuk. Thermoelectrodes csatlakozási pont közelében helyezkednek el szabályozott hőmérsékletű.
Ha a hőmérséklet mentes „hideg” végeit a hőelem t1 eltér U melegponton hőmérsékleten, majd a termoelektromos hatás lép fel thermoelectrodes thermo EMF E1, amely arányos a hőmérséklet-különbség. Ez azzal magyarázható, hogy az energia a szabad elektronok különböző fémek különböző módon növekszik a hőmérséklet emelkedésével. Ha mentén vezeték van egy hőmérséklet-különbség, az elektronok forró végénél szert az energia és a nagyobb sebességű, mint a hideg, köszönhetően a mozgás az elektronok előfordul a forró végén a hideg eltérő a különböző fémek.
Jelenlétében zárt elektron mozgás létrehoz különböző áram lehet kezelni, mint eredményeként előfordulása thermoelectromotive erő a forró csomópont. Ennek köszönhetően EMF megjelenik egy kimeneti feszültség Vout = E1 = C (t2 - t1), ahol C - az arányossági együttható anyagtól függően a hőelem vezetékek. Előfordulása termikus elektromotoros erő lehetővé teszi, hogy a hőelem (termoelem) nevezzük szenzor-generátort.
Statikus jellemzője a legtöbb nem-lineáris hőelemek. következő hőelemek a leggyakrabban használt: chromel - Kopel (legfeljebb 600 ° C-on hosszú fűtés); chromel - alumel (1000 ° C); platina - Platina (1300 ° C); volfrám - molibdén (2100 ° C). Thermo EMF a maximális üzemi hőmérséklet nem haladja meg a 10-50 mV.
Minden hőelemek tehetetlenség. Időállandókkal hőelemek kialakításától függően lehet ettől tized másodperctől néhány száz másodpercig.
A piezoelektromos érzékelők.
Ezek előállításához használt elektromos töltések. Képező felszínén néhány kristály során tömörítés. Ezeket az érzékelőket általában kvarcból. Egy ilyen szenzor egy kvarc lemez egyik oldalán, amely permetezünk (vagy vezető ragasztó ragasztott) elektródák, amelyek forrasztva a kimeneti (ábra. 7,15).
Kompresszió közben F erő a kvarc lemez ellenkező felületeken, és ennek következtében az elektródák révén közvetlen piezoelektromos hatás, elektromos töltések keletkeznek.
A mennyisége arányos díj, hogy az összenyomó erő F. azaz Q = dP, ahol d - .. arányossági tényező, az úgynevezett piezomodulus.
Ha megváltoztatja a teljesítmény P megjelenik a kimeneti feszültség:
,
ahol Sd - érzékelő kapacitás (kondenzátor által alkotott elektródák és a kvarc dielektromos); Lásd - szerelési kapacitás.
Ebből a képletből látható, hogy ismerve a kimeneti feszültség, lehetséges, hogy meghatározzák az F erő P .Ha állandó, 0.
Piezoelektromos érzékelők inertialess. Ezek mérésére használt erő, nyomás, rezgés és egyéb méréseket, amelyek közvetlenül vagy közvetve a megnyilvánult erő hatására. A kimeneti feszültség a piezoelektromos érzékelők mV egységek egység volt. Hogy fokozza a piezoelektromos érzékelő kimeneti feszültség erősítőt kell használni igen nagy bemeneti impedancia.
Fotoelektromos érzékelők, fotoelektromos kapcsolók.
Generálásával típusú fotoelektromos érzékelők közé fotoelektromos cellákat a külső PhotoEffect, amely ellentétben az sejtekben a belső fotoelektromos hatás (fotoellenállások) bocsátanak ki, szabad elektronok hatása alatt a fény. Ez lehetőséget teremt a különbség, az elektromos áram, azaz a. E. Van egy közvetlen átalakítása fényt elektromos energiává alakítja moduláció nélkül érték egy külső forrásból. Szerkezetileg, a napelemek generáló típusú két változata van - vákuumot és a félvezető.
Vákuum fotocella jelet állít elő (elektromos áram) egy kis méretű, és ez nem hat közvetlenül a hajtómű. Ebben az esetben, együtt vákuum fotocella elektronikus erősítőt alkalmazunk.
Napelemek (fotodióda, fototranzisztor) jelet produkálnak, amely egyes esetekben elegendő a közvetlen hatása a mérőkészülék.
Jelenleg széles körben elterjedt félvezető napelemek, mert amellett, hogy nagyobb méretű, az általuk generált jelet viszonylag kisebb méretűek a vákuum, a hosszabb élet, képes működni kitett helyeken rezgés és a rázkódás. Semiconductor fénysorompó hátránya a függőség a teljesítmény a környezeti hőmérsékletet (a vákuum fotocellák ez a függés hiányzik).
Sematikus ábrája egy kiviteli fényérzékelő, amelynek egy relé jellemző, ábrán látható. 7.16. Ha a fotodióda D nem világít, a belső ellenállás nagy, a T1 tranzisztor le van zárva, és a relé P1. Amikor megvilágított fotodióda belső ellenállása gyorsan csökken, és az áramkör aktuális felmerül, az EK + - emitter - tranzisztor bázisára - fotodióda D1 - Ek. A tranzisztor nyit R1 relé. Amikor újra sötétebb a fotodióda belső ellenállása meredeken emelkedik újra és a relé R1 ki van kapcsolva. A D2 dióda védi a T1 tranzisztor a bontást.
Fotoelektromos érzékelők előállító típusú széles körben használják az automatikus szabályozás: .. méréséhez a fény különböző fényforrásokat, fotometria ultraibolya sugárzás, stb útján fotoelektromos mérési sugárzás, a fényereje vagy színe izzótest lehet megítélni annak hőmérsékletét. Ebben az esetben, van egy állandó hőmérsékletet konverziós a sugárzó energia, és a sugárzó energiát elektromos energiává.
Az ilyen fotoelektromos érzékelők is nevezik optikai pirométer. Tény, hogy van két fókusz szenzor: optikai és elektromos. Az optikai érzékelő tárgya érzékelők előállító típusú, mivel az átalakulás hővé sugárzás közvetlenül történik segédenergia nélkül energiaforrás.
Fotoelektromos érzékelők, melyek a kimeneti elektromos áram, könnyen átalakíthatjuk a fotoelektromos kapcsoló beépülve az áramkör az elektromos áram relé. Az itt használt elektromágneses relék vagy érintés. Különösen alkalmasak erre a célra tiratron egyszerre működik, mint erősítő és kapcsolók. Fotoelektromos relé is széles körben használják a különböző automatizálási rendszerek - jelzési osztályozás, válogatás és elemzés, védelem, stb ...